纤维增强复合材料的拉伸蠕变细观有限元分析开题报告

全文总字数：3366字

1. 研究目的与意义（文献综述）

纤维增强复合材料由增强纤维材料，例如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，与基体材料经过缠绕，模压等成型工艺形成的复合材料，由于纤维增强复合材料本身具有比强度高、比模量大、材料性能可设计性强、抗腐蚀性与耐久性好等特点，使得纤维增强复合材料能够满足现代结构向着大跨度、高耸、重载、轻质高强以及在恶劣条件下工作发展的需要，因此在多个工程领域中成为传统材料的替代品。

在土木工程领域，复合材料主要用于对现有结构的修复，以提高原有结构的承载力和延性，例如[1]宋文等人通过纤维增强复合材料来对现有大尺寸钢筋混凝土柱进行增强加固和修复，发现对于增强加固的材料，其承载力、延性以及耗能能力会有不同程度的提高，对于修复后的试件，其延性可以恢复至原有水平甚至略有提高。除此之外复合材料也用于特定要求下结构设计，例如[2]尹京利用纤维增强复合材料的高抗拉性能和轻质化的特点，探究了纤维增强复合材料作为铁路桥限高防护材料的可行性。

在机械设计领域，复合材料被广泛用于汽车、船舶以及航空航天工程之中，[3]叶辉等人采用碳纤维和玻璃纤维两种增强材料与环氧树脂基体材料，对汽车发动机罩进行设计和性能对比分析，表面在满足刚度、模态等要求的同时，能够有效地减轻重量，实现发动机罩减重51.2%。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

（1） 建立纤维增强复合材料的单胞有限元蠕变模型；

（2） 分析纤维铺设角度、界面性能、纤维形态与含量等因素对复合材料的拉伸蠕变性能的影响机制。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关书籍，了解设计所需要的相关知识，并且完成开题报告和外文翻译；

第4-10周：利用有限元软件建立蠕变模型并进行有限元蠕变分析和预测；

第11-12周：数据结果整理，比较不同工艺铺层的玻璃纤维增强塑料的弯曲蠕变预测结果，得出结论；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 宋文,冯鹏,黄福胜,王泽源,林红威,杨家琦.纤维增强复合材料增强和修复加固大尺寸钢筋混凝土柱抗震性能研究[j].工业建筑,2019,49(09):130-138.

[2] 尹京.纤维增强复合材料用于铁路桥限高防护架可行性研究[j].铁道建筑,2020,60(02):52-55.

[3] 叶辉,刘畅,闫康康.纤维增强复合材料在汽车覆盖件中的应用[j/ol].吉林大学学报(工学版):1-13[2020-03-15].