《表4 应力集中系数和刚度》

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《基于Mori-Tanaka方法的短纤维复合材料开孔板分析》

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表4为开孔板的应力集中系数和刚度。分析表4可知，采用短边注塑时，注塑开孔板比机械开孔的应力集中系数更小，原因是：短边注塑开孔板，纤维材料进入型腔的方向是与开孔板的拉伸方向平行的，也就是纤维的第一特征值接近最大值1，圆孔的存在使得纤维方向向两侧旋转，这使得纤维第一特征值减小，所以应力集中系数减小。采用长边注塑时，机械开孔的开孔板应力集中系数更小，原因是：与短边注塑的熔体流向不同，纤维材料进入型腔的方向与开孔板的拉伸方向垂直，也就是纤维方向张量的第一特征值接近于最小值0，孔的存在使得纤维向两侧旋转，因此，注塑开孔板孔附近纤维的第一特征值增加，所以应力集中系数增加。同一注塑位置2种加工方法得到的刚度相差较小，这是由于同一注塑位置，只在孔附近少量纤维方向分布不同，因此对刚度影响不大。同种加工方式长边注塑方案的刚度小于短边注塑方案是由于长边注塑第一特征值小的纤维占比更高，这是由于长边注塑方案熔体进入型腔的方向与拉伸方向垂直，使得中间部分分布大量第一特征值较小的纤维。综合分析，短边注塑开孔板的力学性能更好。