復合材料因具有優良的綜合性能，在國民經濟、國防建設等各個領域獲得了廣泛應用。特別是碳纖維增強環氧樹脂基復合材料( CFL/EP)已經成為航空航天飛行器結構件中的重要材料。但由于其在服役過程中常常受到各種環境因素的影響，尤其是濕熱環境的影響，使材料吸濕，內部產生應力，使其強度和使用壽命大大降低，造成很大損失。因此，研究復合材料在濕熱環境中由吸濕所導致的濕熱殘余應力及其演化規律對提高材料性能和延長材料壽命有著重要意義。為了克服試驗手段帶來的不便，本文采用ABAQUS有限元分析軟件對CFL／EP復合材料的吸濕過程進行模擬計算，該軟件可模擬靜力學、動力學、熱傳導、質量擴散等領域的各種問題。天津大學的孫麗等人應用ABAQUS軟件，通過建立標準六邊形纖維模型對CFL／EP復合材料進行了吸濕質量擴散模擬，在本文的計算中，將運用其質量擴散模塊，并建立相對誤差較小的纖維隨機分布模型，對碳纖維增強環氧樹脂基( CFL/EP)復合材料進行吸濕后水分濃度場的分析計算，并對二者進行比較，為后續的濕熱應力分析打下基礎。

       本文應用ABAQUS有限元分析軟件的質量擴散模塊，采用纖維隨機分布模型對環境溫度T=37℃，相對濕度為RH=100%的碳纖維增強環氧樹脂基(CFL/EP)復合材料進行了吸濕后水分濃度場的分析計算，結果表明：有限元分析方法能夠較好的模擬復合材料的吸濕行為；采用隨機模型的有限元分析結果比標準六邊模型更接近試驗值，誤差減小，從而為后續的濕熱應力分析打下基礎。

資料下載：   碳環氧樹脂復合材料吸濕行為的有限元分析.pdf