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3.2 玻纖材料插值擬合 根據GFRPP-30材料三個玻纖方向不同拉伸速率下的應力-應變曲線可以得出玻纖取向=0.65下的最大拉伸強度，如圖7所示： 圖7 玻纖取向=0.65下的最大拉伸強度 根據圖7及三個玻纖方向不同拉伸速率下的應力-應變曲線斜率及斷裂伸長率可以得出玻纖取向=0.65不同拉伸速率下的應力-應變曲線，如圖8所示： 圖8 玻纖取向=0.65不同拉伸速率下的應力

其中針對廣泛應用的線纜包覆法長纖粒料(Wire-Coated Fibers) 材料加工顯得尤為重要。圖2 中展示的由于粒子的中心是整束的玻纖被樹脂包覆，在后續的注射成型加工過程中如何將玻纖束打開及均勻分散到熔體中，又如何將玻纖的長度盡量保留成了影響最終產品性能的關鍵。長玻纖如果團聚將不能有效起到支撐產品的骨架作用，并且有可能影響外觀質量；同時玻纖保留長度如果過短也將失去作為長玻纖材料應用的特殊性。

這說明注塑長玻纖增強聚丙烯材料結構上存在明顯各向異性，在疲勞過程中，0°方向纖維發生斷裂后引起的裂紋擴展和斷裂，部分纖維從基體中拔出；45°和90°方向拉伸主要為基體開裂或基體與玻纖之間的界面開裂所引發的斷裂，裂紋沿著玻纖取向方向擴展和斷裂。且疲勞斷面具有明顯的特征形貌，疲勞裂紋源區與裂紋擴展區光亮平整，瞬斷區高低起伏，與拉伸斷口非常相似。

雖然螺桿旋轉會將粗紗攪斷為較短的碎片，但是，纖維的最終長度相對較長。 經濟角度起始材料的價格是生產纖維增強型PP部件的關鍵。與GMT半成品相比，用於注塑的長玻纖粒料的價格較低。然而，加工商比購買獨立部件時卻支付更高的粒料價格。

綜上可知高分子材料由于纖維的加入，一方面其機械性能會得到提升，但同時也會面臨著纖維排列與預想不符、浮纖、孔洞、夾雜物、縫合線結合質量等缺陷問題。相較于普通塑膠材料（不含纖維），生產者判別復合材料制品是否合格，會更加復雜，需要全面檢測其微觀結構。傳統復合材料測試方法 通常分成破壞性試驗和非破壞性試驗（無損檢驗）。

反推力裝置所處的工作環境，對于材料的短時耐高溫性能提出了較高的要求，以 PEEK、PEKK 為基體的高性能熱塑性復合材料有望成為反推力裝置選材的備選方案。風扇罩是位于發動機短艙中部的整流罩，與飛機結構類似，或成為短艙研制方開展熱塑性復合材料應用的首選部件。熱塑性復合材料的另一個重點應用部位是發動機短艙吊掛，如圖 10 所示。

咨詢電話：020-66221668來源：《復合材料科學與工程》推薦閱讀失效分析前，為什么總被問這些問題？光伏組件背板常見失效原因分析電子產品固定裝置開裂失效分析及成分分析PE/碳酸鈣透氣膜表面晶點缺陷失效原因分析

另外也可以從助劑入手,目前助劑解決浮纖，主要是加強玻纖的流動性，增強玻纖與樹脂的結合能力，還有一些專用方法，例如使用特殊染料把玻纖染黑（只適合黑色尼龍）。表面很光亮的助劑，如硅氧烷、改性的酰胺 類聚合物、玻璃微珠、相熔劑、特種色母(能把玻纖 染黑),對浮纖情況都會有所改善。也可以考慮加一些 PA6來增加材料的流動性。未經同意，請勿轉載！

GFRP（Glass Fiber Reinforce Plastic）材料，指的是玻璃纖維增強復合材料，俗稱“玻璃鋼”。它是以玻璃纖維及其制品（紗、帶、玻璃布、氈等）作為增強材料，以合成樹脂作基體的一種復合材料，根據不同的樹脂分為環氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼、聚酯玻璃鋼等。玻璃鋼具有質量輕、強度高、耐腐蝕、良好介電性、成形設計性好等優點，是替代金屬材料的首選材料之一。

案例充分展示了Digimat軟件在短切纖維增強復合材料產品力學性能準確預測方面的能力。以上工作提升了CAE的求解精度，為玻纖增強材料零件的精準輕量化設計打下堅實基礎。與此同時，Digimat的引入也將提升物理試驗的一次通過率，縮短開發周期。針對玻纖增強材料的仿真還將拓展到熔接線或殘余應力導致的開裂，熱機耦合導致的失效，以及各項異性材料的蠕變和耐久問題。

玻纖在PA樹脂基體中的分散性與粘結強度對產品性能影響很大。在實際生產過程中，玻纖增強PA注射成型制品常存在各種缺陷。近日，國高材分析測試中心收到客戶咨詢，他們需要制備100*100*2mm的玻纖增強PA方板，每批次約500片，制備的時候，由于增強PA容易出現外觀不良，造成材料投入成本上漲50%，希望國高材分析測試中心能找到其外觀不良的原因并給出優化方案。

總結： 綜上所述，電連接器領域的冷熱沖擊仿真分析，需要考慮界面接觸、注塑殘余應力、玻纖方向、熔接線的影響，對于有玻纖的材料，需要使用Digimat等軟件進行復合材料擬合，與模流軟件及結構類軟件進行聯合仿真，CAE仿真分析結果可能才會趨于實際試驗結果； 此次分析結果沒有考慮嵌入件在合模、注塑過程的預應力影響，在實際產品注塑過程中，嵌入件合模受壓或者注塑過程因為注塑壓力不均導致嵌入件有預應力存在

現在Moldex3D最新版本已可模擬先進的扁纖射出成型，以觀察其改善翹曲的情形。以下案例將進行分別含有圓纖和扁纖的復合材料來進行觀察，其玻纖/PP的濃度比皆為0wt%。其中圓纖的長LF為0.3 mm，纖維直徑為15 µm，展弦比為20；扁纖的長LF為0.5 mm，扁平率FR=4，長Lmin = 7µm ，寬 Lmax = 28µm 。

用于動態剪切測試的霍普金森桿總結利用霍普金森桿裝置可對各種復合材料的動態壓縮、拉伸、剪切等性能作全面詳細的測試，依據測試結果分析復合材料的應變率行為。從下圖可以明顯的看出玻纖／環氧復合材料隨著應變率的提高，其破壞強度也逐漸提高，這表明它是一種應變率敏感材料。

圖四 長纖降低變形的效果較短纖佳當玻纖添加越多時，翹曲變形量就會降低。本案例中，玻纖濃度為25%時產品變形量至低(圖五)。圖五 不同玻纖比率的翹曲變形結果接下來用ANSYS來驗證Moldex3D的翹曲和應力分析，二者的結果非常相近(圖六)。

咨詢電話：020-66221668附推薦閱讀無人機應用探索：玻纖增強復合材料的疲勞性能研究熱塑性聚氨酯復合材料阻燃性能及機理研究復合材料沖擊后壓縮強度（CAI）測試關鍵要點

結果發現進行壓力和扭曲分析時，加入嵌件及玻纖材料均可有效減少產品位移(圖六)。圖六 不同產品設計、及添加不同比率玻纖材料，進行壓力測試和扭曲測試之結果最后和碩針對模擬結果進行實驗驗證，并發現二者呈現相同的趨勢。在平坦度驗證中，不同玻纖比率材料的模擬結果也與實驗結果相符(圖七)。

同時，還知道卡扣的材料是PA+GF20，玻纖均勻分布，玻纖整體排布方向順著卡扣方向（全局坐標系的Y方向）幾何模型約束位置和載荷如下所示：