縫合復合材料面內剛度和強度預測模型研究.pdf

1、縫合復合材料通過在厚度方向上加入縫線，增強了Z向的力學性能，克服了傳統(tǒng)層合板厚度方向上抗沖擊性能弱、損傷容限低等缺點，有廣泛的應用前景。準確預測縫合復合材料的力學性能，是其應用和發(fā)展的前提。本文針對縫合復合材料細觀結構，提出了縫合復合材料層板面內剛度和面內強度的預測模型。主要包括以下內容：
　?。?）針對縫合復合材料的細觀幾何結構，考慮縫線引起層板增厚對面內纖維體積含量的影響，參數化建立了適用于不同縫線直徑、不同增韌密度層板的有限

2、元單胞模型，引入加周期性邊界條件，發(fā)展了縫合復合材料單層板剛度有限元預測模型?；谏逃密浖嗀NSYS，開發(fā)、編寫了縫合、未縫合復合材料單層板及層合板的有限元剛度預測程序，并預測分析了不同鋪層角度單層板和層合板的剛度，預測結果與文獻試驗結果的誤差低于10％。
　?。?）基于繞流柱—縫線比擬模型，通過考慮任意方向的來流流過橢圓繞流柱來比擬樹脂包圍任意方向的橢圓截面縫線，改進了45°繞流柱—縫線比擬模型，并以此為基礎，針對縫合復合材料單

3、向板，建立了流體數值分析+基于單胞有限元建模的剛度分析方法和流體理論解+基于單胞有限元建模的剛度分析方法，分析評估了文中所建立的單向板剛度分析方法的精度與效率。
　?。?）基于所建立單層板剛度預測方法，引入強度破壞準則，分別建立了縫合復合材料單層板強度的逐漸累積損傷分析方法和基于僑聯模型的縫合復合材料單層板強度的逐漸損傷分析方法，與文獻的實驗結果對比，驗證了文中所建立的強度分析方法有效性。并基于商用軟件ANSYS，開發(fā)、編寫了兩種