基于计算机辅助的玻璃纤维增强聚酰胺6复合材料力学性能研究

张守会; 孟凡涛

doi:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.01.026

塑料科技 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (01) : 142 -146. DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.01.026

计算机辅助技术

基于计算机辅助的玻璃纤维增强聚酰胺6复合材料力学性能研究

张守会 ,
孟凡涛 ^*

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Computer-aided Study on Mechanical Properties of Glass Fiber Reinforced Polyamide 6 Composites

Shouhui ZHANG ,
Fantao MENG ^*

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摘要

文章结合前人研究的实验数据，建立玻璃纤维增强聚酰胺6（PA6/GF）复合材料塑性模型-双线性各向同性硬化模型（用切线拟合塑性阶段应力应变曲线的变化），研究玻璃纤维（GF）质量分数对复合材料力学性能的影响，为PA6/GF复合材料仿真分析和实验设计提供参考。首先，基于Ansys有限元分析，从微观角度建立PA6/GF复合材料单元模型，结果显示复合材料具有各向同性特征。随后，采用双线性各向同性硬化模型对样条的弯曲性能和屈服性能进行仿真分析，结果显示弯曲强度与实验数据基本一致，屈服应变小于工程应变，符合理论规律。最后，通过仿真结果研究GF质量分数对PA6/GF复合材料力学性能的影响。结果表明：随着GF质量分数的增加，复合材料拉伸强度逐渐提高，当GF质量分数达到40%时，拉伸强度达到207.5 MPa，约为纯PA6的3倍；冲击强度随着GF质量分数的增加先上升再下降，当GF质量分数为35%时，复合材料的冲击强度达到21.6 kJ/m²。