Stereological Modeling and Micromechanical Analysis of Fiber-Reinforced and Rubber-Modified Epoxy Composite Materials

纤维增强和橡胶改性环氧复合材料的体视建模和微机械分析

基本信息

  • 批准号:
    08650108
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.28万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1996
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1996 至 1997
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

First fracture of the resin-based composite materials, such as carbon fiber-reinforced epoxies, is said to occur in fibers. Namely, the fiber-end cracks may exist in such composites. After the fiber fracture, the toughness of the composites may depend upon that of the matrix. Some brittle epoxies can be toughened significantly by the crack bridging phenomena of the rubber particles dispersed in the material. By using this effects, the tougher hybrid composites that the rubber particles are also dispersed in the matrix in addition to the fibers is examined experimentally.In the present research, by introducing the stereological concept based upon the statistical geometry to the microstructural modeling of the hybrid composites and considering the interfacia1 phenomena between a matrix and a rubber particle, the micromechanical analysis by means of the generalized equivalent inclusion method is made of the fiber-reinforced and rubber-modified epoxy hybrid composite having the crack bridging particles whose radii are various in size. By analyzing the micromechanical mode1, the critical length a_c of the matrix crack whose propagation will be arrested, that implies the fracture toughness of such a composite, can be calculated. The effects of the volume fraction of rubber particles and that of fibers on the toughness can be evaluated. The toughness of the hybrid composites increase in the increase of both the volume fraction of particles and that of fibers. These results are consistent with the common experimental findings.
据说基于树脂的复合材料(例如碳纤维增强的环氧树脂)的第一断裂发生在纤维中。也就是说,这种复合材料中可能存在纤维端裂纹。纤维断裂后,复合材料的韧性可能取决于基质的韧性。通过分散在材料中的橡胶颗粒的裂纹桥接现象可以显着加强一些脆性的环氧树脂。通过使用这种效果,通过实验检查了橡胶颗粒外的更坚硬的混合材料,即橡胶颗粒还分散在矩阵中。通过实验检查。在本研究中,通过介绍基于统计几何形状的统计几何形状来介绍与杂交复合材料的微观结构模型的统计几何形状,并考虑杂交粒子之间的微分粒子和iClix iNterrix之间的曲目,该概念是通过统计学概念来进行的。等效纳入方法是由纤维增强和橡胶修饰的环氧杂化复合材料的裂纹桥桥颗粒的半径不同。通过分析微机械模式1,可以计算出这种复合材料的断裂韧性的基质裂纹的临界长度A_C。可以评估橡胶颗粒和纤维的体积分数对韧性的影响。混合复合材料的韧性增加了颗粒和纤维的体积分数的增加。这些结果与常见的实验发现一致。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)
K.SAITO: "Stereological Modeling and Micramechanical Analysis of Rubber Particle-Reintorced Epoxy Composite Materials" Design and Manvfacturing of Composites. 141-144 (1997)
K.SAITO:“橡胶颗粒增强环氧复合材料的体视建模和微机械分析”复合材料的设计和制造。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K,SAITO: "Stereological Modeling and Micromechanical Analysis of Rubber Particle-Reinforced Epoxy Composite Materials" Design and Manufacturing of Composites. 141-144 (1997)
K,SAITO:“橡胶颗粒增强环氧复合材料的体视建模和微机械分析”复合材料的设计和制造。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Kenji SAITO,Shigetoshi ARAKI and Teruo NAKAMURA: Stereological Modeling and Micromechanical Analysis of Rubber Particle-Reinforced Epoxy Composite Materials Design and Manufacturing of Composites (Proceedings of the Joint Canada-Japan Workshop on Composit
Kenji SAITO、Shigetoshi ARAKI 和 Teruo NAKAMURA:橡胶颗粒增强环氧复合材料的体视建模和微机械分析复合材料的设计和制造(加拿大-日本复合材料联合研讨会论文集)
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