玻璃纤维增强环氧树脂低温收缩应变的计算模型及应用

孙 静

（辽宁对外经贸学院，辽宁 大连 116052）

玻璃纤维增强塑料是以环氧树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂为基体材料的复合材料［1］，因其性能独特，在铁路、航空、家居、装饰建筑、环卫工程、建材卫浴等行业应用广泛［2-4］。玻璃纤维增强塑料分为碳纤维增强复合塑料、玻璃纤维增强复合塑料、硼纤维增强复合塑料等。纤维直径一般不大于10 μm，且耐化学药品腐蚀性较差，易发生断裂，但其具有韧性材料的特征，同时也具备黏弹性和弹塑性特征。玻璃纤维增强塑料相对密度为1.5～2.0，是碳钢密度的1/4～1/5，但其拉伸强度与碳钢接近甚至更高［5］。

塑料易被软化和分解，在外界环境中容易燃烧或发生老化等，限制了其应用［6-7］。因此，需要提高塑料的耐热性和热稳定性［8］。塑料的负荷变形温度较低，而力学性能会随温度的变化而发生显著变化，其与玻璃纤维的热膨胀系数差别较大，改变环境温度将直接影响基体材料与纤维的结合过程，进一步影响其力学性能［9］。Bagrets等［10］研究了影响短玻璃纤维增强聚酰胺（PA）66性能的因素，发现当温度和应变率保持不变时，增加纤维含量，复合材料的拉伸强度和弹性模量均显著增强。Takao等［11］研究了玻璃纤维质量分数为35%的玻璃纤维增强PA 66在室温条件下的疲劳寿命和循环加载频率，确定了其疲劳寿命。Zhou Yuanxin等［12］研究了应变率对短玻璃纤维质量分数为33%的短玻璃纤维增强PA 66的弹性模量与拉伸强度的影响，发现随着应变率的增加，复合材料的拉伸强度和弹性模量增加；……