基于全尺寸結構模型的三維角聯(lián)鎖機織復合材料彎曲疲勞有限元分析.pdf

1、三維角聯(lián)鎖機織復合材料制備成本低、成型效率高，為三維紡織結構復合材料的一種，具有抗分層、抗沖擊和較高的厚度方向剛度和強度，并可以制備外形相對復雜的工程結構。作為工程結構材料，在使用過程中不可避免地涉及到疲勞加載，疲勞損傷的逐步累積會在某一次循環(huán)次數(shù)下導致材料的突然斷裂，且往往毫無征兆，危害性極大，因此對其疲勞行為進行研究具有十分重要的意義。本文建立三維角聯(lián)鎖機織復合材料全尺寸幾何結構模型，引入疲勞破壞準則，計算彎曲疲勞破壞和剛度降解，并

2、用實驗驗證全尺寸結構模型，揭示彎曲疲勞破壞機制。
　　依據層層接結三維角聯(lián)鎖機織復合材料的結構特點，建立能真實反映其細觀結構特征的大型精細實體幾何結構模型?；诜菑椥詼竽芷谄茐臏蕜t，構建有限元疲勞破壞模型，計算三維角聯(lián)鎖機織復合材料在三點彎曲低周交變循環(huán)載荷下的應力分布、變形、能量吸收，揭示疲勞過程中三維角聯(lián)鎖機織復合材料內部應力分布特征和變形特征，分析各個組分在疲勞過程中所承擔的角色;基于界面裂紋生成和擴展理論計算三維角聯(lián)鎖

3、機織復合材料在三點彎曲低周交變循環(huán)載荷下的紗線與樹脂的疲勞破壞擴展過程，并結合實驗結果分析該復合材料在循環(huán)載荷下發(fā)生疲勞破壞的破壞機理及結構效應。通過分析發(fā)現(xiàn):(1)三維角聯(lián)鎖機織復合材料在彎曲載荷作用下應力集中在中間加載區(qū)域的項層和底層，尤以經紗應力集中最為明顯;(2)疲勞破壞主要集中在經紗上，其次為樹脂。而在單根經紗上破壞主要集中在連接平直段的屈曲段以及傾斜段，樹脂破壞集中在與紗線的界面處;(3)裂紋同時在材料長度方向和厚度方向且沿