編織型層合結(jié)構(gòu)復(fù)合材料力學(xué)性能研究.pdf

1、復(fù)合材料技術(shù)是一項(xiàng)具有戰(zhàn)略意義的國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)，在一定程度上，先進(jìn)復(fù)合材料的研究水平和應(yīng)用程度是一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平的代表，特別是在飛機(jī)制造業(yè)，各種先進(jìn)的飛機(jī)無不與先進(jìn)的材料技術(shù)緊密。隨著復(fù)合材料在飛機(jī)上應(yīng)用比例的加大，在復(fù)合材料制造領(lǐng)域，先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)技術(shù)等得到了廣泛應(yīng)用。
　　 本研究利用本課題組特色技術(shù)，以國(guó)家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，以大型商用有限元軟件ABAQUS軟件作為建模計(jì)算平臺(tái)，采用Py

2、thon語言腳本參數(shù)化設(shè)計(jì)語言，對(duì)某飛機(jī)蒙皮CKFR-PMCs編織型層合結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的性能進(jìn)行了研究。完成了鋪層結(jié)構(gòu)代表性體積單元(RVE)和相關(guān)力學(xué)性能試驗(yàn)的試樣數(shù)值模型的建立，模擬了包括拉伸/壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、彎曲性能試驗(yàn)、層間剪切強(qiáng)度試驗(yàn)、縱橫剪切試驗(yàn)在內(nèi)的復(fù)合材料基本力學(xué)試驗(yàn)。應(yīng)用Python語言編寫腳本程序，實(shí)現(xiàn)了編織型層合結(jié)構(gòu)復(fù)合材料有限元模型中纖維體積分?jǐn)?shù)含量的控制以及各向異性材料局部坐標(biāo)與整體坐標(biāo)下輸出變量的轉(zhuǎn)換。對(duì)層

3、合結(jié)構(gòu)復(fù)合材料各結(jié)構(gòu)層的碳纖維/芳綸纖維材料、基體材料的性能進(jìn)行了反推預(yù)測(cè)，對(duì)40％纖維含量復(fù)合材料性能的進(jìn)行了驗(yàn)證性計(jì)算。
　　 本文對(duì)編織型層合結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的力學(xué)性能預(yù)測(cè)給出了較為完整的思路與方法。對(duì)于不同性能的纖維、基體材料，不同纖維體積分?jǐn)?shù)含量，不同纖維鋪設(shè)鋪層角度，不同加載方向的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和編織復(fù)合材料的力學(xué)性能預(yù)測(cè)具有一定的通用性。對(duì)后面開展編織型層合結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的分層多尺度研究和跨尺度研究提供了數(shù)值上的準(zhǔn)備與