三維編織復(fù)合材料T型梁彎曲疲勞性能.pdf

1、四步法三維編織技術(shù)能夠整體成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，其成型的結(jié)構(gòu)件能夠滿足航空航天、汽車(chē)等領(lǐng)域?qū)?gòu)件安全性的要求.T型梁結(jié)構(gòu)件，在使用過(guò)程中通常需要承受彎曲載荷的不斷加載作用，因此表征其三點(diǎn)彎曲疲勞性能具有很高實(shí)用價(jià)值.
　　本課題主要對(duì)四步法三維編織復(fù)合材料T型梁彎曲疲勞性能進(jìn)行研究，探索材料彎曲疲勞壽命，分析彎曲疲勞載荷作用下材料剛度變化過(guò)程以及原因，比較不同應(yīng)力水平下材料破壞形態(tài)的差異，探討不同應(yīng)力水平對(duì)材料破壞模式的影響.
　

2、　本論文主要工作內(nèi)容有:
　　1.三維編織復(fù)合材料T型梁預(yù)成型體四步法編織
　　采用四步法三維編織技術(shù)可一次成型T型梁預(yù)成型體，由于材料整體成型，可以避免其他結(jié)構(gòu)織物無(wú)法避免的筋高與梁面連接處在加載過(guò)程中易成為弱環(huán)的缺陷，同時(shí)增強(qiáng)了T型梁層間剪切強(qiáng)度，改善厚度方向剛度.
　　2.VARTM制備T型梁復(fù)合材料
　　三維編織復(fù)合材料T型梁成品要求筋高與梁面呈90度，所得復(fù)合材料厚度相對(duì)均勻，表面相對(duì)光滑，樹(shù)脂對(duì)纖維的

3、浸潤(rùn)度好，復(fù)合材料內(nèi)部氣泡少.實(shí)驗(yàn)中采用真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑成型工藝(VARTM)進(jìn)行復(fù)合材料固化成型，通過(guò)控制適合的負(fù)壓制備出達(dá)到要求的三維編織復(fù)合材料T型梁.
　　3.三維編織復(fù)合材料T型梁準(zhǔn)靜態(tài)三點(diǎn)彎曲測(cè)試及有限元分析
　　采用MTS810.23材料測(cè)試儀器進(jìn)行三維編織復(fù)合材料T型梁準(zhǔn)靜態(tài)三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，得到T型梁最大彎曲剛度.使用ABAQUS商用有限元包與FORTRAN編寫(xiě)的用戶子程序交互作用對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有

4、限元模擬分析，結(jié)果表明T型梁在準(zhǔn)靜態(tài)三點(diǎn)彎曲加載過(guò)程中所受應(yīng)力最大的區(qū)域?yàn)榻罡咧虚g受拉伸載荷作用區(qū)域.
　　4.三維編織復(fù)合材料T型梁三點(diǎn)彎曲疲勞實(shí)驗(yàn)
　　三點(diǎn)彎曲疲勞實(shí)驗(yàn)同樣通過(guò)MTS810.23材料測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行，根據(jù)準(zhǔn)靜態(tài)三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)測(cè)得的T型梁最大彎曲剛度確定疲勞實(shí)驗(yàn)應(yīng)力水平，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得到材料疲勞壽命為50％應(yīng)力水平，探討在疲勞實(shí)驗(yàn)中剛度變化過(guò)程并得出T型梁疲勞破壞大致可分為三個(gè)階段，對(duì)比不同應(yīng)力水平下T型梁破