三維編織復(fù)合材料編織幾何結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的細(xì)觀分析.pdf

1、三維編織復(fù)合材料是現(xiàn)代復(fù)合材料和現(xiàn)代編織技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,擁有各種優(yōu)越的力學(xué)性能,所以在各種高科技領(lǐng)域(如航空、航天等)被廣泛應(yīng)用。三維編織復(fù)合材料力學(xué)性能的研究及其在工程領(lǐng)域的開發(fā)與應(yīng)用具有非常重要的意義。目前,三維編織復(fù)合材料力學(xué)性能的研究才剛剛起步,需要研究解決的問(wèn)題還有很多。本文研究的重點(diǎn)是三維編織復(fù)合材料的細(xì)觀方面的力學(xué)性能及編織幾何結(jié)構(gòu),本論文主要包括以下三個(gè)方面的內(nèi)容:
　　(1)第一章介紹了三維編織復(fù)合材料是如何產(chǎn)生

2、的以及它的整個(gè)發(fā)展歷程,從細(xì)觀幾何模型、剛度性能和界面力學(xué)三個(gè)方面綜述了三維編織復(fù)合材料在力學(xué)研究方面的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀,并詳細(xì)論述了本文的選題目的及意義。
　　(2)第二章根據(jù)組成三維編織復(fù)合材料所需要的纖維束的真實(shí)空間結(jié)構(gòu)分別設(shè)置了產(chǎn)生彎曲時(shí)紗線的內(nèi)部單胞模型、紗線出現(xiàn)折線時(shí)的表面單胞和角部單胞的模型?？紤]到纖維會(huì)受到擠壓變形,故在模型中選擇了橢圓形截面的纖維束,降低因擠壓對(duì)材料的彈性常數(shù)所造成的影響,對(duì)纖維束的空間結(jié)構(gòu)的影響也

3、降低了。根據(jù)在本章中建立的模型,通過(guò)對(duì)每種類型的單胞分別先后進(jìn)行剛度平均和體積平均,建立了可以預(yù)報(bào)材料有效彈性常數(shù)的數(shù)值模型,并依據(jù)這個(gè)模型可計(jì)算出材料的彈性常數(shù)。將依據(jù)數(shù)值預(yù)報(bào)模型計(jì)算得到的試件的數(shù)值跟通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),數(shù)據(jù)基本一致,進(jìn)而驗(yàn)證了本章建立的模型是有效的。
　　(3)第三章以針對(duì)小段纖維的結(jié)構(gòu)而建立的拉拔模型為理論依據(jù),通過(guò)理論推導(dǎo)獲得了纖維的界面剪切應(yīng)力和軸向應(yīng)力的表達(dá)式;然后再通過(guò)有限元軟件預(yù)測(cè)了該模型