二維二軸編織復合材料細觀幾何模型及拉伸模量研究.pdf

1、為了更加合理有效地運用二維二軸編織鋪層復合材料，需要模擬計算二維二軸編織鋪層復合材料的各項具體拉伸性能指標，為此本文通過分析編織復合材料的細觀結構特征，建立一套工程實用的二維二軸編織鋪層復合材料單層和多層的細觀幾何結構模型和等效力學模型，并提出一套多層編織鋪層復合材料拉伸模量的數值計算方法。最后結合拉伸斷裂圖像和拉伸實驗數據分析復合材料拉伸斷裂機理，通過研究二維二軸編織鋪層復合材料拉伸斷裂性質與結構的關系，總結出編織復合材料的拉伸斷裂規(guī)

2、律，進而更好地應用于實際生產。
　　本課題研究借鑒前人對復合材料研究的理論基礎。考慮到纖維屈曲是其模量損失的根本原因，結合實際編織復合材料的紗束橫截面形態(tài)和屈曲起伏結構，還有編織工藝和固化工藝影響因素。提出模量損失等效觀點，并建立二維二軸2×2編織結構組織單胞模型，纖維紗束起伏屈曲細觀幾何模型和相對應的等效力學模型。根據假設模型給出具體的數值計算方法。實驗數據表明：由本文提出的屈曲損失模型和等效力學模型計算得出的有效模量數值高于目

3、前文獻計算精度，并且操作更簡單。
　　對于編織復合材料面內拉伸模量，參照分析前人的相關處理方法，本課題結合實際編織復合材料面內幾何特征，考慮到實際的生產使用條件，假設等效編織復合材料為斜交對稱鋪層復合材料，應用其相關理論和方法，進行合理地面內正軸-偏軸轉換，最終處理得到編織復合材料面內偏軸方向的有效拉伸模量數值。
　　關于多層編織鋪層復合材料，觀察多層鋪層間的幾何結構，根據實際結構建立多彈簧并聯模型，并根據力學模型推導出具體

4、拉伸模量的數值計算方法，該方法簡單易操作。最終實驗數據結果表明：在拉伸模量數值變化趨勢上計算值與實驗值一致。具體數值結果上也吻合很好，表明假設模型的合理性和計算方法的有效性。
　　對于編織鋪層復合材料拉伸斷裂機理，本課題結合實際拉伸數據和具體拉伸試樣斷裂破壞方式。分析階段性拉伸斷裂過程復合材料試樣內部結構的變化，針對非常規(guī)破壞方式，結合具體試樣給出了分析，對拉伸斷裂破壞的一般性方式給出了較為客觀的闡述，并分析了相關斷裂破壞機理，為