针刺碳/碳编织复合材料的弹性性能

梅颖猷, 孙志军, 刘永兵

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0327

东华大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (04) : 83 -90. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0327

针刺碳/碳编织复合材料的弹性性能

梅颖猷, 孙志军, 刘永兵

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摘要

为研究针刺碳/碳(C/C)编织复合材料的编织结构和针刺密度对整体力学性能的影响，根据针刺C/C编织复合材料的细观结构、组成成分的体积参数和编织角度，提出带有针刺区域和编织结构的平行四边形单胞模型。建立针刺C/C编织复合材料细观结构模型，研究编织角度和针刺密度对整体复合材料弹性性能的影响。结果表明：针刺区域与纤维区域的接触处存在应力集中，纤维周围的基体也出现明显的应力集中现象；编织角对针刺C/C编织复合材料的弹性模量的影响较大。采用GB/T 33501—2017标准进行复合材料轴向拉伸试验，发现模型预测的弹性模量与试验数据吻合良好，预测结果的误差为2.27%。研究针刺C/C编织复合材料的细观结构可为后续复合材料细观结构的设计和力学性能的探讨提供依据。