随机短纤维增强复合材料弹性性能数值模拟

能够准确地预测短纤维增强复合材料(SFRP)的等效弹性性能对于实际应用具有重要意义,为了获得SFRP的等效弹性性能,通常采用有限元的方法对SFRP的代表体积单元(RVE)进行均匀化。在本研究中,首先采用随机序列吸附算法数值生成了SFRP的RVE模型,为了实现单胞模型的自由网格划分,选择对单胞模型施加了一般性周期边界条件,得到了SFRP的RVE模型的等效弹性参数。探究了短纤维体积分数对SFRP的等效弹性模量的影响并与Halpin-Tsai方程计算的结果进行了验证,结果表明预测的杨氏模量的的误差很小。通过施加一般性周期性边界条件,可准确的预测出SFRP的等效弹性常数。