三維四向編織復(fù)合材料彈性性能的雙尺度分析.pdf

1、本文基于漸近均勻化理論出發(fā)，采用三維圖形數(shù)字化處理技術(shù)，建立了三維四向編織復(fù)合材料的數(shù)字化單胞模型，并在此基礎(chǔ)上對三維編織復(fù)合材料力學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 首先根掘小參數(shù)漸近展開均勻化方法的理論，建立該方法細(xì)觀求解的泛函及其變分，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出基于單變量泛函的均勻化問題求解的等參有限元列式。 接著探索了均勻化問題的數(shù)值求解方法。均勻化方法通常需與有限元方法相結(jié)合才能使問題得以求解。由于三維編織復(fù)合材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜

2、性，在數(shù)值求解過程中，單元的離散和劃分具有一定的難度。引入了三維圖形數(shù)字化處理技術(shù)，建立了一種基于細(xì)觀結(jié)構(gòu)數(shù)字化技術(shù)的有限單元網(wǎng)格自動生成方法，解決了三維編織復(fù)合材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)的離散問題。通過計算單向復(fù)合材料的力學(xué)性能，驗(yàn)證了該方法的可行性。 最后通過對三維編織復(fù)合材料進(jìn)行細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析，建立了三維編織復(fù)合材料的數(shù)字化單胞力學(xué)分析模型，運(yùn)用均勻化方法計算三維四向編織復(fù)合材料的力學(xué)，并于實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析，計算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合較好