編號：CPJS05052
篇名：納米纖維增強(qiáng)閉孔泡沫材料的力學(xué)性能
作者：盧子興 ;何海洋 ;袁澤帥
關(guān)鍵詞：納米纖維 復(fù)合泡沫材料 Voronoi模型 有限元 力學(xué)性能
機(jī)構(gòu)： 北京航空航天大學(xué)航空科學(xué)與工程學(xué)院,北京100083
摘要： 為研究納米纖維增強(qiáng)閉孔泡沫材料的力學(xué)性能,采用Voronoi隨機(jī)泡沫模型對閉孔泡沫材料的細(xì)觀幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬,并將納米纖維隨機(jī)分布在泡沫材料的胞壁中,利用改進(jìn)的自動搜索耦合（ASC）技術(shù)將纖維單元與基體單元進(jìn)行耦合,建立了能夠反映納米纖維增強(qiáng)閉孔泡沫材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)的數(shù)值模型。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了泡沫模型隨機(jī)度、相對密度以及納米纖維長徑比和質(zhì)量分?jǐn)?shù)對納米纖維增強(qiáng)閉孔泡沫材料彈性模量與屈服強(qiáng)度的影響規(guī)律。結(jié)果表明：由所建立的數(shù)值模型得到的納米纖維增強(qiáng)閉孔泡沫材料的彈性模量和屈服強(qiáng)度與實(shí)驗(yàn)值吻合較好;提高泡沫模型的隨機(jī)度會使復(fù)合泡沫材料的彈性模量和屈服強(qiáng)度增加,而當(dāng)隨機(jī)度達(dá)到0.450以后,材料的彈性模量和屈服強(qiáng)度幾乎不再發(fā)生變化;當(dāng)相對密度在0.05~0.30范圍內(nèi)變化時,復(fù)合泡沫材料的彈性模量與屈服強(qiáng)度幾乎隨相對密度的增加呈線性增長;提高納米纖維長徑比和質(zhì)量分?jǐn)?shù)也會使材料的彈性模量和屈服強(qiáng)度得到提高,但當(dāng)纖維長徑比達(dá)到500以后,纖維長徑比的增強(qiáng)作用逐漸減弱。所得結(jié)論對納米纖維增強(qiáng)閉孔泡沫材料的制備具有重要意義。
