不同温度下CF_PPESK复合材料吸湿老化行为有限元分析.pdfVIP

料保护第58卷·第1期·2025年1月75

不同温度下CF/PPESK复

复合材料

吸湿老化行为有限元分析

李昱鹏，佟野，雷明凯

（大连理工大学材料科学与工程学院表面工程实验室，辽宁大连116024）

［摘要］聚芳醚矾酮(PPESK)复合材料可作为耐高温涂料、耐磨自润滑材料被广泛用于核电装备零部件防护。

为了研究温度对碳纤维增强聚芳醚矾酮（CF/PPESK）复合材料吸湿老化行为的影响，建立二维复合材料模型，利

用ABAQUS对25℃和100℃条件下CF/PPESK复合材料的吸湿行为及吸湿应力分布规律进行研究。根据获得的

水分浓度场数据，对CF/PPESK复合材料随温度及时间变化的吸湿应力场进行了分析。结果表明：水分在CF/

PPESK复合材料的扩散过程基本满足Fick扩散定律；温度越高，达到吸湿平衡越快，吸湿应力越大，当高温状态长

时间吸湿导致材料内部饱和吸湿时，最大应力达到140.2MPa，最大吸湿应力出现在纤维排列间距最近的基体

区域。

［关键词］ABAQUS；碳纤维增强聚芳醚矾酮复合材料；吸湿行为；吸湿应力

[中图分类号］TB332[文献标识码]Adoi:10.16577/j.issn.1001-1560.2025.0008

［文章编号］1001-1560(2025)01-0075-07

FiniteElementAnalysisofMoistureAbsorptionandAgingBehaviorsof

CF/PPESKCompositeatDifferentTemperatures

LIYupeng,TONGYe,LEIMingkai

(SurfaceEngineeringLaboratory,SchoolofMaterialsScienceandEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China)

Abstract:Polyarylethersulfoneketone(PPESK)compositematerialscanbeusedashigh-temperatureresistantcoatingsandwear-resistant

self-lubricatingmaterials,whicharewidelyusedintheprotectionofnuclearpowerequipmentparts.Tostudytheeffectoftemperatureonthe

moistureabsorptionbehaviorofCF/PPESKcomposites,atwo-dimensionalcompositemodelwasestablished,andthemoistureabsorptionbe-

haviorandmoistureabsorptionstressdistributionrulesofCF/PPESKcompositesunder25Cand100CconditionswerestudiedbyABAQUS.

Basedontheobtainedmoistureconcentrationfielddata,themoistureabsorptionstressfieldofCF/PPESKcompositeswithchangesintempera-

tureandtimewasanalyzed.ResultsshowedthatthemoisturediffusioninCF/PPESKcompositesbasicall