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

1、本文研究了三維編織復(fù)合材料的細(xì)觀編織幾何結(jié)構(gòu)和細(xì)觀力學(xué)數(shù)值模型，論文包括如下三個(gè)方面的工作： （1）從四步法編織工藝入手，分析了三維編織物中紗線的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，模擬了橫截面內(nèi)任一紗線的空間運(yùn)動(dòng)軌跡，在此基礎(chǔ)上提出了一種新的單胞劃分方法； 對實(shí)際的三維編織復(fù)合材料連續(xù)切片照相，并對細(xì)觀照片進(jìn)行圖象處理，得到內(nèi)部、表面和角點(diǎn)處纖維束橫截面的形狀和纖維束的空間走向，為細(xì)觀力學(xué)建模提供了依據(jù)。 （2）在細(xì)觀幾何分析的基礎(chǔ)上，

2、建立了三維細(xì)觀有限元單胞模型，討論了不同區(qū)域纖維束填充因子的選取和單胞合理邊界條件的施加方法，計(jì)算了內(nèi)部、表面單胞的平均彈性常數(shù)。研究了內(nèi)胞、面胞的彈性常數(shù)隨纖維體積含量的變化關(guān)系。 （3）在（2）的研究基礎(chǔ)上，用三維有限元模型預(yù)測了三維編織復(fù)合材料試驗(yàn)件的彈性常數(shù)，并將結(jié)果同傾斜層板模型進(jìn)行了對比分析，用試驗(yàn)驗(yàn)證了細(xì)觀力學(xué)模型的可靠性。對具有不同表面單胞體積含量三維編織復(fù)合材料進(jìn)行了彈性常數(shù)的分析，得出表面編織尺寸效應(yīng)對材料整