碳纖維編織增強樹脂基復合材料筒狀結(jié)構(gòu)的熱力耦合分析.pdf

1、碳纖維編織增強樹脂基復合材料是一種新興的復合材料，具有連續(xù)、完整的網(wǎng)鎖結(jié)構(gòu)，可以利用編織技術(shù)設(shè)計材料增強體結(jié)構(gòu)，可設(shè)計性強，克服了傳統(tǒng)復合材料易分層、層間強度差等缺點，并且具有良好的熱力學性能，因而在工程領(lǐng)域應用廣泛。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展及有限元理論的進步，以CAD/CAE軟件為研究平臺對編織型復合材料進行結(jié)構(gòu)設(shè)計、分析成為了復合材料研究領(lǐng)域的一個重點。
　　本研究使用三維 CAD軟件為設(shè)計平臺，根據(jù)工程要求及材料特點，從設(shè)計材料

2、結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，在計算機上建立了具有獨特編織結(jié)構(gòu)的筒狀復合材料模型；使用商用有限元軟件 ABAQUS為分析平臺，導入分析模型并設(shè)置材料屬性、劃分并校核網(wǎng)格，建立了復合材料的有限元模型；對模型進行了傳熱分析，得到了筒狀復合材料的溫度場分布，并根據(jù)傳熱學理論對溫度場分布進行了分析驗證；分別采用順序熱力耦合分析及直接熱力耦合的方法對模型進行了熱力耦合分析，得到了模型在溫度載荷、拉伸面載荷共同作用下的應力場、位移場分布，研究了碳纖維編織結(jié)構(gòu)及材

3、料屬性對復合材料性能的影響，并通過對比兩種不同的熱力耦合分析方式的計算結(jié)果及計算成本，找到了適合于筒狀樹脂基碳纖維編織體熱力耦合分析的方法和手段；最后通過導入熱力耦合分析完成后的網(wǎng)格部件，設(shè)置初始狀態(tài)場，實現(xiàn)了不同分析過程間的數(shù)據(jù)傳遞和狀態(tài)繼承，得到載荷卸載過程的應力場、位移場。
　　本文通過對碳纖維編織增強樹脂基復合材料筒狀結(jié)構(gòu)的熱力耦合分析，建立了一套對筒狀編織體結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)設(shè)計到熱力耦合仿真分析通用的、有效的方法，該方法對工程