PA66/Kevlar29纤维复合材料的力学性能研究

以PA66为基体,加入不同质量分数的Kevlar29纤维,制成PA66/Kevlar29纤维复合材料,并研究复合材料的力学性能。结果表明,加入Kevlar29纤维能起到增强作用,复合材料的拉伸强度、弯曲强度都增加。但是Kevlar29纤维具有很高的结晶度且表面光滑,其与PA66复合时,界面的钩锚作用较弱,界面结合强度较低,造成复合材料的冲击强度低于纯PA66材料的冲击强度。

Kevlar 29纤维多尺度力学行为的试验研究和有限元模拟

利用MTS万能试验机和MTI微型拉伸试验机分别研究了Kevlar?29纤维束与纤维单丝在不同标距下(纤维束:25 mm、50 mm、100 mm、150 mm、00 mm和300 mm;纤维单丝:12.5 mm、25 mm和40 mm)的力学性能。结果表明,Kevlar?29的拉伸强度随着结构尺度(从纤维单丝到纤维束)的增加而降低;标距对Kevlar?29纤维单丝力学性能的影响并不显著;但对纤维束而言,拉伸强度随着标距的增加而降低,呈明显的尺寸效应。利用Weibull模型进行统计分析,量化了不同标距下纤维单丝拉伸强度的随机变化程度。这些统计参数将用于有限元模型以模拟静载下Kevlar?29纤维束的拉伸行为。该模型基于ANSYS中的用户自定义子程序(USERMAT),并考虑了纤维单丝的随机破坏。模型的预测结果与试验结果相吻合,并讨论了关键参数对模拟结果的影响。