Abstract Although there are numerous applications for composite materials reinforced with vegetable textile fibers in outdoor parts and components (e.g., acoustic or thermal insulation panels in construction, furniture for gardens), only a few studies have reported the effects of temperature on hybrid composites reinforced with both glass and vegetable fibers. The main goal of this study was to analyze the effects of temperature on the tensile properties of five types of polymeric composites with different reinforcements: jute fabric, glass and jute fabric, flax fabric, glass and flax fabric, and glass fabric. Our method consisted of tensile testing all five types of composites at room temperature (20 °C) and other different temperatures (50 °C and 70 °C). The greatest values of reduction in tensile strength were recorded for hybrid composites. Reductions of 42.3% and 49.6% at 50 °C and 70 °C, respectively, were observed for the composite reinforced with flax and glass fibers. Reductions of 34.6% and 60% at 50 °C and 70 °C, respectively, were observed for the composite reinforced with jute and glass fibers. Finite element analysis of representative volume elements was conducted to compute the residual thermal stresses developed in the fibers and in the matrices at interfaces. It was determined that the thermal stresses cause micro-cracks at the interfaces. Thermogravimetric analysis and microscopic analysis were also conducted to identify the causes of the significant decreases in tensile properties. The effects of the anisotropy of flax and jute fibers on the thermal stresses developed at fiber-matrix interfaces were analyzed as well.

中文翻译：

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温度对植物纤维和玻璃纤维增​​强复合材料力学性能的影响

摘要 虽然用植物纺织纤维增强的复合材料在户外零部件（例如建筑中的隔音或隔热板、花园家具）中有许多应用，但只有少数研究报告了温度对用植物纺织纤维增强的混合复合材料的影响。玻璃纤维和植物纤维。本研究的主要目的是分析温度对具有不同增强材料的五种聚合物复合材料的拉伸性能的影响：黄麻织物、玻璃和黄麻织物、亚麻织物、玻璃和亚麻织物以及玻璃织物。我们的方法包括在室温 (20 °C) 和其他不同温度 (50 °C 和 70 °C) 下对所有五种类型的复合材料进行拉伸测试。对混合复合材料记录了最大的拉伸强度降低值。对于用亚麻和玻璃纤维增​​强的复合材料，观察到在 50°C 和 70°C 下分别降低了 42.3% 和 49.6%。对于用黄麻和玻璃纤维增​​强的复合材料，观察到在 50°C 和 70°C 下分别降低了 34.6% 和 60%。进行了代表性体积元素的有限元分析，以计算在纤维和界面矩阵中产生的残余热应力。已确定热应力会导致界面处出现微裂纹。还进行了热重分析和显微分析，以确定拉伸性能显着下降的原因。还分析了亚麻和黄麻纤维的各向异性对纤维-基质界面处产生的热应力的影响。分别观察到用亚麻和玻璃纤维增​​强的复合材料。对于用黄麻和玻璃纤维增​​强的复合材料，观察到在 50°C 和 70°C 下分别降低了 34.6% 和 60%。进行了代表性体积元素的有限元分析，以计算在纤维和界面矩阵中产生的残余热应力。已确定热应力会导致界面处出现微裂纹。还进行了热重分析和显微分析，以确定拉伸性能显着下降的原因。还分析了亚麻和黄麻纤维的各向异性对纤维-基质界面处产生的热应力的影响。分别观察到用亚麻和玻璃纤维增​​强的复合材料。对于用黄麻和玻璃纤维增​​强的复合材料，观察到在 50°C 和 70°C 下分别降低了 34.6% 和 60%。进行了代表性体积元素的有限元分析，以计算在纤维和界面矩阵中产生的残余热应力。已确定热应力会导致界面处出现微裂纹。还进行了热重分析和显微分析，以确定拉伸性能显着下降的原因。还分析了亚麻和黄麻纤维的各向异性对纤维-基质界面处产生的热应力的影响。对于用黄麻和玻璃纤维增​​强的复合材料，在 50 °C 和 70 °C 下分别观察到 6% 和 60%。进行了代表性体积元素的有限元分析，以计算在纤维和界面矩阵中产生的残余热应力。已确定热应力会导致界面处出现微裂纹。还进行了热重分析和显微分析，以确定拉伸性能显着下降的原因。还分析了亚麻和黄麻纤维的各向异性对纤维-基质界面处产生的热应力的影响。对于用黄麻和玻璃纤维增​​强的复合材料，在 50 °C 和 70 °C 下分别观察到 6% 和 60%。进行了代表性体积元素的有限元分析，以计算在纤维和界面矩阵中产生的残余热应力。已确定热应力会导致界面处出现微裂纹。还进行了热重分析和显微分析，以确定拉伸性能显着下降的原因。还分析了亚麻和黄麻纤维的各向异性对纤维-基质界面处产生的热应力的影响。进行了代表性体积元素的有限元分析，以计算在纤维和界面矩阵中产生的残余热应力。已确定热应力会导致界面处出现微裂纹。还进行了热重分析和显微分析，以确定拉伸性能显着下降的原因。还分析了亚麻和黄麻纤维的各向异性对纤维-基质界面处产生的热应力的影响。进行了代表性体积元素的有限元分析，以计算在纤维和界面矩阵中产生的残余热应力。已确定热应力会导致界面处出现微裂纹。还进行了热重分析和显微分析，以确定拉伸性能显着下降的原因。还分析了亚麻和黄麻纤维的各向异性对纤维-基质界面处产生的热应力的影响。