一种复合材料力学参数预测方法技术

技术编号:42808977 阅读:19 留言:0更新日期:2024-09-24 20:51
本发明专利技术提供了一种复合材料力学参数预测方法,对聚醚醚酮样件进行弹性模量、泊松比测定,结合碳纤维力学参数,推导得到碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的力学参数;对碳纤维增强聚醚醚酮复合材料样件进行力学参数测定,将得到的弹性模量、剪切模量、泊松比与推导值进行对比,验证可靠性,并进行修正。基于本发明专利技术的技术方案,建立了聚醚醚酮及碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的结晶度和力学性能预测模型,DSC试验、拉伸试验和剪切试验验证了模型的准确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料力学参数预测,特别地涉及一种复合材料力学参数预测方法


技术介绍

1、聚醚醚酮具有优异的高温力学性能和生物相容性,可用于制备具有耐热性能优异、比模量高、比强度高、轻量化、可修复性及回收利用的热塑性复合材料,在航空航天、建筑、医疗和汽车领域具有潜在的应用价值。聚醚醚酮及其复合材料在制造过程中常伴有温度的变化,例如成型或使用3d打印技术来设计制造时,需先将材料加热至流体温度附近(约400℃);钻削制孔时热量沿轴向积聚,孔出口附近易形成局部高温(高于熔点),影响孔周应力分布和构件的安全性能及寿命。温度的变化导致树脂基体经历了两次三种力学状态的变化,这种变化在微观上表现为分子链的解冻与重排(再结晶),聚醚醚酮的结晶度可以从几乎完全无结晶(0%)到最佳结晶度(约为48%),而材料的结晶行为与其宏观上表现出的热力学性能密切相关。因此围绕工艺参数对聚醚醚酮及其复合材料的结晶度、力学性能及产品质量的影响是目前研究的热点,在应用研究领域和基础理论研究领域已有一定的研究成果。

2、在高聚物结晶动力学基础理论研究领域,大量学者对高聚物成型过程的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种复合材料力学参数预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的复合材料力学参数预测方法,其特征在于,聚醚醚酮冷却速率≤200℃/min时的结晶度通过测量其冷结晶焓来获得,而聚醚醚酮冷却速率≥300℃/min时的结晶度通过测量其熔融热焓和冷结晶焓的差值来获得;结晶度Xc计算公式如下:

3.根据权利要求1所述的复合材料力学参数预测方法,其特征在于,聚醚醚酮样件热压处理后的抗拉强度Rm、弹性模量Em和泊松比vm根据聚醚醚酮热压处理后拉伸试验的应力应变曲线获得,并推导出剪切模量Gm,计算公式为:

4.根据权利要求3所述的复合材料力学参数...

【技术特征摘要】

1.一种复合材料力学参数预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的复合材料力学参数预测方法,其特征在于,聚醚醚酮冷却速率≤200℃/min时的结晶度通过测量其冷结晶焓来获得,而聚醚醚酮冷却速率≥300℃/min时的结晶度通过测量其熔融热焓和冷结晶焓的差值来获得;结晶度xc计算公式如下:

3.根据权利要求1所述的复合材料力学参数预测方法,其特征在于,聚醚醚酮样件热压处理后的抗拉强度rm、弹性模量em和泊松比vm根据聚醚醚酮热压处理后拉伸试验的应力应变曲线获得,并推导出剪切模量gm,计算公式为:

4.根据权利要求3所述的复合材料力学参数预测方法,其特征在于,相对结晶度xt通过dsc曲线中t时刻结晶放热峰面积与结晶完成时整个结晶峰面积之比求得,相对结晶度计算公式为:

5.根据权利要求4所述的复合材料力学参数预测方法,其特征在于,非等温结晶速率常数kc计算公式如下:

6.根据权利要求5所述的复合材料力学参数预测方法,其特征在于,半结晶时间t1/2是到达最大结晶度...

【专利技术属性】
技术研发人员:周杨伟熊萍萍齐振超王淼
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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