發(fā)布時(shí)間：2021-12-10 19:18

　　研究了起圈織物增強(qiáng)復(fù)合材料層合板在拉伸載荷和層間剪切載荷下的力學(xué)行為。根據(jù)起圈織物的機(jī)織工藝,建立了起圈增強(qiáng)復(fù)合材料層合板的單胞模型;引入周期性邊界條件,建立了起圈織物復(fù)合材料層合板的數(shù)值分析模型,以Von-Mises準(zhǔn)則和三維Hashin準(zhǔn)則分別作為起圈織物復(fù)合材料中基體與纖維束的初始失效準(zhǔn)則。通過(guò)與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了仿真方法的正確性,并確定了起圈織物增強(qiáng)復(fù)合材料的損傷過(guò)程。該復(fù)合材料的研究對(duì)于含起圈織物的高力學(xué)性能囊體材料的分析與制備具有指導(dǎo)意義。 

【文章來(lái)源】：兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2020,41(10)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

起圈織物復(fù)合材料層合板的顯微鏡觀測(cè)圖像

在上述假設(shè)的基礎(chǔ)上，根據(jù)起圈織物材料的織造參數(shù)，在三維建模軟件CATIA中建立了雙面起圈織物層合板的單胞模型，如圖2所示，圖中經(jīng)紗(紅色)方向?yàn)閄軸方向，緯紗(藍(lán)色)方向?yàn)閅軸方向，厚度方向?yàn)閆軸方向。2 有限元分析

圖3是起圈單胞在拉伸作用下的變形圖，為便于觀察單胞的變形情況，將變形縮放系數(shù)調(diào)整至1 000。圖3從左至右分別是起圈單胞拉伸方向正向部分和負(fù)向部分的變形圖以及對(duì)厚度邊界面上投影的變形圖。由圖3可見(jiàn)，在拉伸載荷下，單胞表面發(fā)生了翹曲，不再是一個(gè)平面。但六面體單胞平行相對(duì)面的變形完全一致，單胞側(cè)面一面向內(nèi)凹，同時(shí)另一邊向外凸，此現(xiàn)象驗(yàn)證了周期性邊界條件的變形協(xié)調(diào)條件。由圖4和圖5分別給出了起圈單胞在拉伸和層間剪切載荷工況下的Mises應(yīng)力云圖。單胞在變形過(guò)程中不僅保持了位移的連續(xù)性，同時(shí)單胞平行相對(duì)面上的應(yīng)力傳遞也具有連續(xù)性，即驗(yàn)證了周期性邊界條件中的應(yīng)力連續(xù)條件。在經(jīng)向拉伸工況下經(jīng)紗是結(jié)構(gòu)的主要承力部件，且在經(jīng)紗的轉(zhuǎn)角部位具有一定程度的應(yīng)力集中。在層間剪切工況下，單胞結(jié)構(gòu)的上下表面之間出現(xiàn)了明顯的層間錯(cuò)動(dòng)的變形趨勢(shì)，結(jié)構(gòu)表面也出現(xiàn)一定程度的翹曲變形。進(jìn)一步觀察可知，絨經(jīng)的毛圈根部具有明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]復(fù)合材料纏繞接頭拉伸失效性能有限元分析[J]. 雷良超,周光明,陸方舟,馮果,劉偉先,陳建農(nóng).  兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2018(04)
[4]基于漸進(jìn)損傷模型的U-cor增強(qiáng)泡沫夾層結(jié)構(gòu)平拉性能仿真[J]. 陳海立,周倩,胡唐,張維峰,吉康.  材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[5]起圈織物增強(qiáng)層合板層間力學(xué)性能有限元分析與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 燕德利,周光明,王佳佳.  材料導(dǎo)報(bào). 2012(12)

博士論文
[1]三維面芯編織復(fù)合材料力學(xué)性能及漸進(jìn)損傷研究[D]. 孫琎.南京航空航天大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于結(jié)構(gòu)化增韌的新型織物織造及復(fù)合材料力學(xué)性能研究[D]. 趙亞娣.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[2]起圈織物增強(qiáng)復(fù)合材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能研究[D]. 燕德利.南京航空航天大學(xué) 2012



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