三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料低速?zèng)_擊力學(xué)性能及有限元分析.pdf

1、三維結(jié)構(gòu)織物因其厚度方向增強(qiáng)纖維的存在，具有比復(fù)合材料層合板更高的層間剪切強(qiáng)度、斷裂韌性和沖擊損傷容限。三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料是其中性能優(yōu)越的代表，其織物結(jié)構(gòu)包括厚度角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)與層層角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)兩種?？箾_擊性能是復(fù)合材料力學(xué)性能研究中的重要分支，且對(duì)于復(fù)合材料三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安全防護(hù)性能的研究有重要意義。
　　 本課題研究三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料低速?zèng)_擊作用下的破壞。采用落錘沖擊試驗(yàn)儀測(cè)試復(fù)合材料在四個(gè)沖擊能量下的力學(xué)性能，得到載荷.

2、位移曲線等。根據(jù)三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)，建立單胞模型。采用FORTRAN語言，編寫用戶子程序VUMAT。運(yùn)用商業(yè)有限元軟件ABAQUS/Explicit聯(lián)合VUMAT模擬計(jì)算復(fù)合材料的低速?zèng)_擊性能和破壞模式，并與試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比，驗(yàn)證了單胞模型和VUMAT的有效性。
　　 本論文主要內(nèi)容：
　　 (1)設(shè)計(jì)并織造三維角聯(lián)鎖玻纖機(jī)織物，利用真空輔助樹脂轉(zhuǎn)移成型(VARTM)技術(shù)制造三維角聯(lián)鎖織物/不飽和聚酯復(fù)合材料

3、；
　　 (2)采用Instron DynatupTM9250 HV型落錘沖擊試驗(yàn)儀和一體式夾具測(cè)試三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料低速?zèng)_擊性能，得到載荷-位移曲線、位移-時(shí)間曲線等；
　　 (3)基于材料彈塑性本構(gòu)關(guān)系、最大應(yīng)力準(zhǔn)則和臨界失效面積準(zhǔn)則(CDA)編寫用戶子程序VUMAT，聯(lián)合ABAQUS/Explicit計(jì)算復(fù)合材料低速?zèng)_擊性能和破壞模式。對(duì)比模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在載荷-位移變化規(guī)律和復(fù)合材料破壞形態(tài)上比較吻合