低膨脹三維編織復(fù)合材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、三維編織復(fù)合材料作為一種新型高級的復(fù)合材料，在國內(nèi)外得到迅速的發(fā)展。本文主要針對三維編織復(fù)合材料的軸向熱膨脹性能進(jìn)行了研究。一方面，利用已有的單胞模型，通過剛度體積平均法結(jié)合傳統(tǒng)的層合板復(fù)合材料熱彈性分析理論預(yù)測了三維編織復(fù)合材料熱力學(xué)的等效熱膨脹系數(shù)，為三維編織復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的預(yù)測提供了一種十分簡捷的方法。另一方面，根據(jù)三維編織復(fù)合材料具有可設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，運(yùn)用遺傳算法通過調(diào)整三維編織復(fù)合材料的編織角、纖維體積含量、編織結(jié)構(gòu)和紗線粗細(xì)

2、等結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而優(yōu)化計(jì)算出具有低膨脹特性的三維編織復(fù)合材料。
　　 首先基于已有的單胞模型，通過剛度體積平均法結(jié)合傳統(tǒng)的層合板熱彈性分析理論的方法對三維四向、三維五向和三維六向編織復(fù)合材料的等效熱膨脹系數(shù)進(jìn)行了理論預(yù)測，并建立了編織角、纖維體積含量、編織結(jié)構(gòu)和紗線粗細(xì)等結(jié)構(gòu)參數(shù)與材料熱膨脹性能之間的關(guān)系。然后針對三維四向、三維五向和三維六向編織復(fù)合材料的軸向熱膨脹系數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，通過實(shí)驗(yàn)測量驗(yàn)證了本文預(yù)報(bào)方法的可靠性，并且分析

3、得出三維編織復(fù)合材料的軸向熱膨脹系數(shù)與其編織工藝參數(shù)、編織結(jié)構(gòu)和紗線粗細(xì)等結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。針對三維多向編織復(fù)合材料軸向熱膨脹系數(shù)的設(shè)計(jì)問題，利用遺傳算法對該材料的纖維體積含量、編織角、編織結(jié)構(gòu)和紗線粗細(xì)等結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得三維多向編織復(fù)合材料在滿足一定軸向彈性模量下限要求的條件下，軸向的熱膨脹系數(shù)為零。最后，研究適合三維多向編織復(fù)合材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的遺傳算法編碼方式，并在此基礎(chǔ)上建立了基于MATLAB語言的三維多向編織復(fù)合材料軸