考慮層間和界面的玻璃纖維/環氧復合材料吸濕擴散實驗和仿真

摘要：為研究復合材料層間和界面對吸濕擴散系數的影響,開展單向玻璃纖維/環氧復合材料和純環氧樹脂的吸濕實驗,獲取復合材料的三維擴散系數。采用光學顯微鏡和原子力顯微鏡分別獲取復合材料層間和界面的參數。依據實驗結果,建立包含層間和界面的復合材料瞬態擴散與穩態擴散有限元模型。結果表明:復合材料沿纖維方向的擴散系數大于純樹脂的擴散系數,垂直于纖維的兩個方向的擴散系數不相等。包含層間的有限元模型能更真實地反映復合材料的結構及其吸濕過程,層間對垂直于纖維方向的擴散起促進作用。緯紗對沿其方向擴散的促進作用明顯。為擬合復合材料的三維擴散系數,需要考慮界面擴散性能的正交各向異性。