分类： 材料科学 >> 复合材料 分类： 航空、航天科学技术 >> 航空、航天材料 提交时间： 2024-04-09
摘要： 提出一种单向纤维增强复合材料(UD-FRP)周期性高保真代表性体积元(RVE)的创建算法。首先基于随机游走算法，采用贝塞尔(Bézier)曲线表征纤维形态，使曲线各控制点处的切线方向的统计分布服从多变量冯米斯-费歇尔(Von-Mises Fischer)函数，创建出初步的软核模型。进而基于力偏置算法，在保证RVE内部纤维不产生过度扭曲的前提下，调整纤维间的重叠，创建出对应的硬核模型。调整过程中，通过引入三维近邻列表算法，大幅提高算法效率。最后对所创建的含有纤维波纹度特征的RVE模型进行了横向剪切渐进损伤分析，用以揭示该方法的研究价值及应用领域。结果表明，该方法能够快速有效地创建不同尺寸及纤维波纹度的RVE几何构型，这种含有波纹度特征的纤维构型会对UD-FRP的横向剪切性能产生一定影响，纤维波纹度越大，UD-FRP的横向剪切强度越大。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要： 为了从微观分子相互作用层面研究三维打印骨支架工艺中的粉末粘结机理及本质,本文采用分子动力学的模拟仿真方法,分别从内聚能密度结合能、对关联函数、力学性能等方面对目前应用较多的PVP、PAM、PVA三种粘结剂的性能进行了研究,并将所得结果进行了分析和比较。仿真结果表明,三种粘结剂与HA相互作用模型的界面结合能的大小关系与粘结剂本身的内聚能密度大小关系一致,即PAM>PVA>PVP;粘结剂高分子与羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)的对关联函数分析表明,粘结剂与HA发生相互作用主要是通过高聚物中的极性官能基团与HA中的Ca原子、羟基发生作用形成离子键、氢键,且离子键作用强度较大;此外,三种相互作用模型各个方向的力学性能较单一HA有所降低,且相互作用模型力学性能的优劣关系为PVA/HA>PAM/HA>PVP/HA,这一结论与结合能的大小关系并不完全一致,这说明相互作用模型的力学性能与粘结剂的粘性并不存在特定的内在关系。
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