樹脂基復(fù)合材料的剛度和強(qiáng)度,及其力學(xué)性能是復(fù)合材料使用中最關(guān)系的地方。樹脂基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比模量大、抗疲勞性能好等優(yōu)點(diǎn),用于承力結(jié)構(gòu)的樹脂基復(fù)合材料利用的是它的這種優(yōu)良的力學(xué)性能,而利用各種物理、化學(xué)和生物功能的功能復(fù)合材料,在制造和使用過程中,也必須考慮其力學(xué)性能,以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命。
怎么增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的剛度?
樹脂基復(fù)合材料的剛度特性由組分材料的性質(zhì)、增強(qiáng)材料的取向和所占的體積分?jǐn)?shù)決定。樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)研究表明,對(duì)于宏觀均勻的樹脂基復(fù)合材料,彈性特性復(fù)合是一種混合效應(yīng),表現(xiàn)為各種形式的混合律,它是組分材料剛性在某種意義上的平均,界面缺陷對(duì)它作用不是明顯。
由于制造工藝、隨機(jī)因素的影響,在實(shí)際復(fù)合材料中不可避免地存在各種不均勻性和不連續(xù)性,殘余應(yīng)力、空隙、裂紋、界面結(jié)合不完善等都會(huì)影響到材料的彈性性能。此外,纖維(粒子)的外形、規(guī)整性、分布均勻性也會(huì)影響材料的彈性性能。但總體而言,樹脂基復(fù)合材料的剛度是相材料穩(wěn)定的宏觀反映。
對(duì)于樹脂基復(fù)合材料的層合結(jié)構(gòu),基于單層的不同材質(zhì)和性能及鋪層的方向可出現(xiàn)耦合變形,使得剛度分析變得復(fù)雜。另一方面,也可以通過對(duì)單層的彈性常數(shù)(包括彈性模量和泊松比)進(jìn)行設(shè)計(jì),進(jìn)而選擇鋪層方向、層數(shù)及順序?qū)雍辖Y(jié)構(gòu)的剛度進(jìn)行設(shè)計(jì),以適應(yīng)不同場合的應(yīng)用要求。