三維編織復(fù)合材料T型梁彎曲疲勞性能.pdf

1、四步法三維編織技術(shù)能夠整體成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，其成型的結(jié)構(gòu)件能夠滿足航空航天、汽車等領(lǐng)域?qū)?gòu)件安全性的要求.T型梁結(jié)構(gòu)件，在使用過程中通常需要承受彎曲載荷的不斷加載作用，因此表征其三點彎曲疲勞性能具有很高實用價值.
　　本課題主要對四步法三維編織復(fù)合材料T型梁彎曲疲勞性能進行研究，探索材料彎曲疲勞壽命，分析彎曲疲勞載荷作用下材料剛度變化過程以及原因，比較不同應(yīng)力水平下材料破壞形態(tài)的差異，探討不同應(yīng)力水平對材料破壞模式的影響.
　

2、　本論文主要工作內(nèi)容有:
　　1.三維編織復(fù)合材料T型梁預(yù)成型體四步法編織
　　采用四步法三維編織技術(shù)可一次成型T型梁預(yù)成型體，由于材料整體成型，可以避免其他結(jié)構(gòu)織物無法避免的筋高與梁面連接處在加載過程中易成為弱環(huán)的缺陷，同時增強了T型梁層間剪切強度，改善厚度方向剛度.
　　2.VARTM制備T型梁復(fù)合材料
　　三維編織復(fù)合材料T型梁成品要求筋高與梁面呈90度，所得復(fù)合材料厚度相對均勻，表面相對光滑，樹脂對纖維的

3、浸潤度好，復(fù)合材料內(nèi)部氣泡少.實驗中采用真空輔助樹脂傳遞模塑成型工藝(VARTM)進行復(fù)合材料固化成型，通過控制適合的負壓制備出達到要求的三維編織復(fù)合材料T型梁.
　　3.三維編織復(fù)合材料T型梁準靜態(tài)三點彎曲測試及有限元分析
　　采用MTS810.23材料測試儀器進行三維編織復(fù)合材料T型梁準靜態(tài)三點彎曲實驗，得到T型梁最大彎曲剛度.使用ABAQUS商用有限元包與FORTRAN編寫的用戶子程序交互作用對準靜態(tài)三點彎曲實驗進行有

4、限元模擬分析，結(jié)果表明T型梁在準靜態(tài)三點彎曲加載過程中所受應(yīng)力最大的區(qū)域為筋高中間受拉伸載荷作用區(qū)域.
　　4.三維編織復(fù)合材料T型梁三點彎曲疲勞實驗
　　三點彎曲疲勞實驗同樣通過MTS810.23材料測試系統(tǒng)進行，根據(jù)準靜態(tài)三點彎曲實驗測得的T型梁最大彎曲剛度確定疲勞實驗應(yīng)力水平，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析得到材料疲勞壽命為50％應(yīng)力水平，探討在疲勞實驗中剛度變化過程并得出T型梁疲勞破壞大致可分為三個階段，對比不同應(yīng)力水平下T型梁破