本文選題：2.5D機(jī)織復(fù)合材料 + 2.5D層-層角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)�。� 參考：《天津工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：2.5D機(jī)織復(fù)合材料作為三維機(jī)織復(fù)合材料的一種,結(jié)構(gòu)不分層,具有三維.機(jī)織復(fù)合材料的強(qiáng)度高、比剛度高、耐腐蝕、厚度方向良好的力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)還有三維機(jī)織復(fù)合材料所不具有的優(yōu)異的可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn),是三維機(jī)織復(fù)合材料的重要分支,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航天航空、軍事、船舶及汽車等多個(gè)領(lǐng)域,所以對(duì)于2.5D機(jī)織復(fù)合材料的力學(xué)性能研究就有重要意義。本質(zhì)上,復(fù)合材料的力學(xué)性能由其增強(qiáng)體所決定,影響增強(qiáng)體性能的關(guān)鍵是增強(qiáng)體的結(jié)構(gòu)、所用的原料和織造設(shè)計(jì)參數(shù)。本課題以三種不同細(xì)度的碳纖維為經(jīng)、緯紗原料,基于2.5D層-層角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu),利用相似2.5D織物設(shè)計(jì)方法,對(duì)織物進(jìn)行合理的參數(shù)設(shè)計(jì),并采用普通小樣織機(jī)織造得到六塊不同細(xì)度原料的2.5D層-層角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)機(jī)織物,通過(guò)RTM復(fù)合工藝技術(shù)與環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合得到2.5D層-層角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)碳纖維復(fù)合材料。通過(guò)萬(wàn)能強(qiáng)力機(jī)測(cè)得拉伸、彎曲、壓縮力學(xué)性能,得到的結(jié)論如下:在普通2.5D角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)中纖維細(xì)度的改變影響預(yù)制件織物中經(jīng)紗的屈曲狀態(tài)與彎曲程度,繼而影響到材料的拉伸性能,拉伸性能經(jīng)、緯向均表現(xiàn)為12K3K6K。碳纖維原料細(xì)度的改變影響的是一定數(shù)目纖維束群的聚集分布情況,纖維細(xì).度越大的碳纖維纖維束群集聚情況越明顯,集聚情況會(huì)影響樹(shù)脂與材料間孔洞的產(chǎn)生,彎曲性能表現(xiàn)為經(jīng)向:3K12K6K;緯向:3K6K12K。壓縮性能上經(jīng)向壓縮強(qiáng)度隨纖維細(xì)度增大而減小,緯向壓縮性能影響不明顯。利用ABAQUS有限元分析軟件,以實(shí)際尺寸建立模型,進(jìn)行拉伸、彎曲有限元模擬分析,通過(guò)與實(shí)際的載荷-位移曲線進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了本課題所建的模型對(duì)于2.5D層-層角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的模擬分析具有合理性。
[Abstract]:2.5D woven composite is a kind of three-dimensional woven composite with unstratified structure and three-dimensional structure. Woven composites have the advantages of high strength, high specific stiffness, corrosion resistance, good mechanical properties in thickness direction, and excellent designability that 3D woven composites do not have. As an important branch of 3D woven composites, it has been widely used in many fields such as aerospace, military, ship and automobile, so it is of great significance to study the mechanical properties of 2.5D woven composites. In essence, the mechanical properties of the composites are determined by their reinforcements. The key to affect the properties of the reinforcements is the structure of the reinforcements, the materials used and the weaving design parameters. In this paper, three kinds of carbon fiber with different fineness are used as warp and weft material. Based on 2.5D laminar interlocking structure and similar 2.5D fabric design method, reasonable parameter design of fabric is carried out. Six woven fabrics of 2.5D laminar interlocking structure with different fineness were made by using ordinary loom, and 2.5D laminar interlocking structure carbon fiber composites were obtained by RTM technology and epoxy resin composite technology. The mechanical properties of tension, bending and compression are measured by universal strength machine. The conclusions are as follows: the change of fiber fineness in common 2.5D interlocking structure affects the buckling state and bending degree of warp yarn in prefabricated fabric. Then the tensile properties of the materials were affected. The tensile properties were 12K3K6K in warp and weft directions. The change of the fineness of carbon fiber material affects the aggregation and distribution of a certain number of fiber bundles, and the fiber is fine. The aggregation of carbon fiber bundles is more obvious, and the aggregation will affect the formation of pores between resin and materials. The bending properties of carbon fiber bundles are meridional: 3K12K6K6K; weft: 3K6K12K12K. The meridional compressive strength decreases with the increase of fiber fineness, but the effect of weft compression is not obvious. The finite element analysis software Abaqus is used to establish the model with the actual size, and the tensile and bending finite element simulation analysis is carried out, which is compared with the actual load-displacement curve. It is verified that the model is reasonable for the simulation and analysis of 2.5D laminar interlocking composite materials.
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB332

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本文編號(hào)：2021396