三維四向編織復(fù)合材料的力學(xué)性能研究.pdf

1、三維編織復(fù)合材料以其諸多的優(yōu)良性能，被廣泛地應(yīng)用于航空、航天等高科技領(lǐng)域。三維編織復(fù)合材料力學(xué)性能的研究是一個(gè)十分重要的問(wèn)題，直接關(guān)系到這種材料在工程中的應(yīng)用。目前，對(duì)三維編織復(fù)合材料力學(xué)行為的研究還處于初級(jí)階段，還有許多問(wèn)題需要進(jìn)一步研究。本文針對(duì)三維四向碳/環(huán)氧編織復(fù)合材料，從損傷機(jī)制、剛度預(yù)報(bào)和強(qiáng)度分析三個(gè)方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)、理論和數(shù)值分析。
　　第一章介紹了編織復(fù)合材料的發(fā)展過(guò)程，從實(shí)驗(yàn)表征、損傷檢測(cè)、剛度預(yù)報(bào)和強(qiáng)度分析幾個(gè)方

2、面對(duì)三維編織復(fù)合材料力學(xué)性能的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，并闡述了本文的選題目的和意義。
　　第二章對(duì)三維四向碳/環(huán)氧編織復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。一方面，通過(guò)拉伸實(shí)驗(yàn)，得到了三維編織復(fù)合材料在拉伸載荷作用下的力學(xué)性能，包括剛度、強(qiáng)度和泊松比。同時(shí)，分析了其斷口形貌和破壞模式。另一方面，用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的壓縮卡具進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)，得到了相應(yīng)的力學(xué)性能參數(shù)，并分析了不同編織工藝參數(shù)下試件的斷口形貌和破壞模式。
　　第三章用聲發(fā)射無(wú)損檢測(cè)

3、技術(shù)對(duì)三維編織復(fù)合材料的損傷過(guò)程進(jìn)行了分析。利用試件拉伸和壓縮過(guò)程中采集到的聲發(fā)射信號(hào)特征參數(shù)，采用多參數(shù)歷程圖分析法，并結(jié)合載荷－位移曲線，從宏觀角度描述了三維編織復(fù)合材料拉伸和壓縮的損傷發(fā)展過(guò)程，揭示了三維編織復(fù)合材料拉伸和壓縮過(guò)程中的損傷發(fā)展和演化規(guī)律。通過(guò)對(duì)三維編織復(fù)合材料拉伸和壓縮聲發(fā)射信號(hào)的頻譜分析，得出了不同類(lèi)型損傷的頻譜特性，在細(xì)觀上研究了三維編織復(fù)合材料拉伸和壓縮的損傷機(jī)理。
　　根據(jù)三維四向編織復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特

4、點(diǎn)，第四章提出了一種預(yù)報(bào)三維四向編織復(fù)合材料有效彈性模量的剛度體平均三胞模型。模型中把整體結(jié)構(gòu)劃分為內(nèi)部單胞、表面單胞和角單胞三種類(lèi)型的子單元?？紤]空間纖維束的相互扭結(jié)和擠壓而造成的纖維束的彎曲和截面變形，針對(duì)每種類(lèi)型的子單元，建立了相應(yīng)的幾何分析模型?；趧偠润w平均方法，建立了相應(yīng)的剛度預(yù)報(bào)模型，得到了三維編織復(fù)合材料的有效彈性常數(shù)，預(yù)報(bào)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較吻合。
　　第五章將有限元方法與細(xì)觀力學(xué)理論相結(jié)合，根據(jù)復(fù)合材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)