復(fù)合材料因具有優(yōu)良的綜合性能，在國民經(jīng)濟、國防建設(shè)等各個領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。特別是碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料( CFL/EP)已經(jīng)成為航空航天飛行器結(jié)構(gòu)件中的重要材料。但由于其在服役過程中常常受到各種環(huán)境因素的影響，尤其是濕熱環(huán)境的影響，使材料吸濕，內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，使其強度和使用壽命大大降低，造成很大損失。因此，研究復(fù)合材料在濕熱環(huán)境中由吸濕所導(dǎo)致的濕熱殘余應(yīng)力及其演化規(guī)律對提高材料性能和延長材料壽命有著重要意義。為了克服試驗手段帶來的不便，本文采用ABAQUS有限元分析軟件對CFL／EP復(fù)合材料的吸濕過程進行模擬計算，該軟件可模擬靜力學(xué)、動力學(xué)、熱傳導(dǎo)、質(zhì)量擴散等領(lǐng)域的各種問題。天津大學(xué)的孫麗等人應(yīng)用ABAQUS軟件，通過建立標準六邊形纖維模型對CFL／EP復(fù)合材料進行了吸濕質(zhì)量擴散模擬，在本文的計算中，將運用其質(zhì)量擴散模塊，并建立相對誤差較小的纖維隨機分布模型，對碳纖維增強環(huán)氧樹脂基( CFL/EP)復(fù)合材料進行吸濕后水分濃度場的分析計算，并對二者進行比較，為后續(xù)的濕熱應(yīng)力分析打下基礎(chǔ)。

       本文應(yīng)用ABAQUS有限元分析軟件的質(zhì)量擴散模塊，采用纖維隨機分布模型對環(huán)境溫度T=37℃，相對濕度為RH=100%的碳纖維增強環(huán)氧樹脂基(CFL/EP)復(fù)合材料進行了吸濕后水分濃度場的分析計算，結(jié)果表明：有限元分析方法能夠較好的模擬復(fù)合材料的吸濕行為；采用隨機模型的有限元分析結(jié)果比標準六邊模型更接近試驗值，誤差減小，從而為后續(xù)的濕熱應(yīng)力分析打下基礎(chǔ)。

資料下載：   碳環(huán)氧樹脂復(fù)合材料吸濕行為的有限元分析.pdf