三維四向編織復(fù)合材料試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析.pdf

1、三維編織復(fù)合材料是采用三維編織技術(shù)織造的三維纖維編織物(又稱三維預(yù)成形件)所增強(qiáng)的復(fù)合材料。三維編織物結(jié)構(gòu)具有整體性的優(yōu)點(diǎn)，使三維編織復(fù)合材料克服了傳統(tǒng)層合復(fù)合材層間性能差、沖擊韌性弱和損傷容限低的缺點(diǎn)。三維編織復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能具有顯著的優(yōu)勢(shì)，例如：顯著地提高了強(qiáng)度和剛度，具有優(yōu)良的抗損壞性及良好的力學(xué)性能、抗沖擊性能和耐燒蝕性能等。三維編織復(fù)合材料在航天、航空等高科技行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，這使得對(duì)三維編織復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的研究

2、受到高度的關(guān)注。
　　 首先本文設(shè)計(jì)了三維四向編織復(fù)合材料懸臂梁模態(tài)試驗(yàn)，根據(jù)采樣定律確定采樣頻率，參照聲學(xué)材料阻尼性能的彎曲共振試驗(yàn)方法及阻尼材料阻尼性能測(cè)試方法對(duì)不同細(xì)觀結(jié)構(gòu)的三維四向編織復(fù)合材料試片進(jìn)行了模態(tài)試驗(yàn)。
　　 其次研究了試驗(yàn)結(jié)果，分析了三維四向編織復(fù)合材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)對(duì)其振動(dòng)性能的影響。纖維體積含量相同時(shí)，隨著表面編織角的增大，編織復(fù)合材料的固有頻率減小，阻尼比增大。傳遞函數(shù)幅頻曲線對(duì)應(yīng)的峰值降低，加速度

3、衰減曲線相應(yīng)的振幅減小，衰減速度變快。相同表面編織角條件下，隨著纖維體積含量的增大，編織復(fù)合材料的固有頻率增大，阻尼比減小。傳遞函數(shù)幅頻曲線對(duì)應(yīng)的峰值變高，加速度衰減曲線的振幅變大，衰減速度變緩慢。
　　 接著對(duì)相同纖維體積含量和相同纖維取向角度的層合復(fù)合材料和三維四向編織復(fù)合材料的振動(dòng)模態(tài)性能進(jìn)行了對(duì)比分析。兩種材料隨著纖維體積含量值的增加，固有頻率變大，阻尼比變小；兩種材料隨著纖維取向角度的增加，固有頻率減小，阻尼比增加。相

4、同纖維體積含量和相同纖維取向角度的情況下，三維四向編織復(fù)合材料的所有階次的固有頻率要遠(yuǎn)大于同階次的層合復(fù)合材料，前兩階阻尼比小于層合復(fù)合材料，第三階阻尼比在不同的結(jié)構(gòu)下，情況不一樣。
　　 最后對(duì)比分析了三維四向編織復(fù)合材料與三維五向編織復(fù)合材料的前三階固有頻率和阻尼比，得到了不同編織結(jié)構(gòu)下，固有頻率，阻尼比的變化規(guī)律。
　　 通過本文的研究，分析了三維編織細(xì)觀結(jié)構(gòu)對(duì)三維四向編織復(fù)合材料模態(tài)振動(dòng)參數(shù)影響的規(guī)律，對(duì)比了層合