纖維增強復(fù)合材料界面相微結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、纖維增強復(fù)合材料以其模量高、強度高、重量輕的優(yōu)良力學(xué)特性和極佳的可設(shè)計性成為現(xiàn)代飛行器的基本材料，其用量已作為衡量一個飛行器是否先進的標志。近年來隨著復(fù)合材料設(shè)計及表征的極大進步，從細觀甚至微觀層面對碳纖維復(fù)合材料界面相的力學(xué)性能進行優(yōu)化設(shè)計引起了極大的關(guān)注。不同于以往從界面相粘結(jié)性能的角度對界面進行改性，本文利用鄰域培養(yǎng)遺傳算法，對碳纖維復(fù)合材料的界面相微結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，定量的給出了一組理想的界面相力學(xué)參數(shù)和相幾何參數(shù)，以及橫向載

2、荷下纖維分布，主要的研究工作如下：
　　 1.利用有限元計算軟件ANSYS對密排六邊形代表性體元進行了分析，確定在對纖維分布進行優(yōu)化時選擇平面應(yīng)力模型，目標函數(shù)為XY剪應(yīng)力。
　　 2.將Drzal的界面相分層理論與軸對稱組合圓柱模型結(jié)合，研究了完好粘接狀態(tài)下的應(yīng)力分布，以及界面相的厚度、界面相彈性模量成梯度變化對應(yīng)力分布的影響，由此確定了在優(yōu)化設(shè)計中采用的界面相各層厚度和彈性模量作為設(shè)計變量。使用鄰域培養(yǎng)遺傳算法進行優(yōu)