Modeling composite high temperature behavior and fire response under load

材料科学 热固性聚合物 复合材料 热塑性塑料 聚丙烯 刚度 乙烯基酯 复合数 聚合物 共聚物
作者
A.G. Gibson,T.N.A. Browne,S. Feih,AP Mouritz
出处
期刊:Journal of Composite Materials [SAGE Publishing]
卷期号:46 (16): 2005-2022 被引量:76
标识
DOI:10.1177/0021998311429383
摘要

This paper discusses the characterization and modeling of thermoplastic and thermosetting matrix composites under load in fire. Small-scale tests were found to provide a cost-effective means of characterizing load-bearing behavior of composites in fire and a useful framework for materials development. This paper demonstrates the modeling of thermal and decomposition behavior during the test and the extension of this modeling to include mechanical response and failure behavior. The work necessitated measurement of strength and stiffness over a wide temperature range, with interesting results up to the point of resin decomposition. The approach was applied to three 12 mm thick glass reinforced systems: vinyl ester, polyester, and polypropylene. The laminates were subjected to a one-sided 50 kW·m −2 heat flux, using a propane burner. Thermal behavior was modeled using a simplified version of the Henderson equation to predict the evolution of temperature and residual resin content through the thickness. These parameters were then used, along with a material model, to predict the mechanical response in fire.
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