三維編織復合材料編織幾何結(jié)構(gòu)和力學性能的細觀分析.pdf

1、三維編織復合材料是現(xiàn)代復合材料和現(xiàn)代編織技術結(jié)合的產(chǎn)物,擁有各種優(yōu)越的力學性能,所以在各種高科技領域(如航空、航天等)被廣泛應用。三維編織復合材料力學性能的研究及其在工程領域的開發(fā)與應用具有非常重要的意義。目前,三維編織復合材料力學性能的研究才剛剛起步,需要研究解決的問題還有很多。本文研究的重點是三維編織復合材料的細觀方面的力學性能及編織幾何結(jié)構(gòu),本論文主要包括以下三個方面的內(nèi)容:
　　(1)第一章介紹了三維編織復合材料是如何產(chǎn)生

2、的以及它的整個發(fā)展歷程,從細觀幾何模型、剛度性能和界面力學三個方面綜述了三維編織復合材料在力學研究方面的應用和研究現(xiàn)狀,并詳細論述了本文的選題目的及意義。
　　(2)第二章根據(jù)組成三維編織復合材料所需要的纖維束的真實空間結(jié)構(gòu)分別設置了產(chǎn)生彎曲時紗線的內(nèi)部單胞模型、紗線出現(xiàn)折線時的表面單胞和角部單胞的模型?？紤]到纖維會受到擠壓變形,故在模型中選擇了橢圓形截面的纖維束,降低因擠壓對材料的彈性常數(shù)所造成的影響,對纖維束的空間結(jié)構(gòu)的影響也

3、降低了。根據(jù)在本章中建立的模型,通過對每種類型的單胞分別先后進行剛度平均和體積平均,建立了可以預報材料有效彈性常數(shù)的數(shù)值模型,并依據(jù)這個模型可計算出材料的彈性常數(shù)。將依據(jù)數(shù)值預報模型計算得到的試件的數(shù)值跟通過實驗獲得的數(shù)據(jù)進行比對,數(shù)據(jù)基本一致,進而驗證了本章建立的模型是有效的。
　　(3)第三章以針對小段纖維的結(jié)構(gòu)而建立的拉拔模型為理論依據(jù),通過理論推導獲得了纖維的界面剪切應力和軸向應力的表達式;然后再通過有限元軟件預測了該模型