目前市场上的纤维增强复合材料大部分是碳纤维增强复合材料和玻璃纤维增强复合材料,它们由于具有优异的高比强度和高比刚度而得到广泛应用。
纤维增强复合材料的强度和刚度等机械性能主要受益于材料内部纤维束的增强。材料内纤维方向的变化会导致特定方向的性能发生巨大变化。根据不同应用的使用要求,可以采用不同的设计方法来获得各向同性、准各向同性或各向异性增强材料。
各向同性:材料的物理、机械和其他属性不随不同方向而改变。即不同方向测得的性能值是相同的。该材料是各向同性材料如:混合短纤维注射成型材料。
准各向同性:材料仅在某些平面上是各向同性的。例如,材料的属性在X-Y 平面的所有方向上是一致的,但在Z 方向上是不同的。例如:切碎的毛毡增强塑料。
各向异性:在材料的不同方向上具有不同强度和刚度的材料。例如单向纤维布增强塑料。其他层压板设计可能具有不同程度的各向异性,这主要取决于层压板设计的平衡。
各向同性似乎很难理解,但只要我们记住,纤维增强复合材料的力学性能主要受益于材料内部纤维束的增强,各向同性和准各向同性,结构合理的各向同性或各向异性增强和纤维方向调整。
除少数有特殊要求的情况外,设计中使用的纤维增强复合材料通常是各向异性或准各向同性材料,它们在不同方向上的性能差异很大,使得性能测试时以下信息尤为重要: 1)生产时纤维增强复合材料,所使用的纤维布是机织物、单向布或其他增强材料;2)交叉层的性质安装方向;3)设计时使用的方向是必须测试的方向;4)安装过程。只有及时将这些信息发送给测试人员,才能更准确、更高效地完成材料性能测试。
【纤维增强复合材料:如何理解各向同性、准各向同性和各向异性?】相关文章: