利用有限元軟件Workbench,建立了三維間隔復合材料的細觀模型;對材料施加1.5mm的面內(nèi)壓縮位移載荷,研究材料的破壞模式及應力、應變分布規(guī)律。結(jié)果表明:從宏觀角度觀察,材料上下面板應力較大,容易發(fā)生破壞;芯材應力較小,不易發(fā)生破壞。從細觀角度觀察,上下面板的經(jīng)紗、緯紗、接結(jié)經(jīng)紗的應力較大,是承載主體;樹脂的應力較小,起次要作用。上下面板的緯紗平均應力最大,且分布具有隨機性。材料的破壞模式主要是上下面板樹脂破碎、樹脂與纖維嚴重脫粘等。

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【部分圖文】：

圖1三維間隔復合材料細觀結(jié)構模型圖

三維間隔復合材料的組成部分見圖1，包括紗線系統(tǒng)（經(jīng)紗、接結(jié)經(jīng)紗和緯紗）、樹脂系統(tǒng)等。其中，圖1(c）為紗線系統(tǒng)與樹脂系統(tǒng)復合而成的三維間隔復合材料，其中，上、下面板邊長a=126mm、b=50mm；上、下面板厚度h1=2mm；芯材高度h2=8mm。2加載與計算

圖2劃分網(wǎng)格后的復合材料細觀模型

網(wǎng)格劃分：三維間隔復合材料采用三面體進行網(wǎng)格劃分，如圖2所示。前期實驗研究表明，三維間隔復合材料發(fā)生面板失穩(wěn)破壞時，最大面內(nèi)位移是1.5mm。因此，本課題擬對材料施加1.5mm的面內(nèi)壓縮位移載荷。約束與加載：對上下面板左側(cè)面位移進行約束，其中X方向位移設為“0mm”,Y、Z方向位....

圖3三維間隔復合材料的應力和應變云圖

三維間隔復合材料在面內(nèi)壓縮載荷作用下的應力、應變云圖見圖3。由圖可知，在受到面內(nèi)壓縮載荷作用時，三維間隔復合材料上下面板應力、應變值最大，分別為236.31MPa、961.48×10-6mm/mm；芯材應力、應變值最小，分別為0.0068467MPa、4.56×10-6mm/....

圖4三維間隔復合材料面內(nèi)壓縮的破壞形式圖

三維間隔復合材料面內(nèi)壓縮破壞的實際情況見圖4。由圖可見，圖3結(jié)果與實測結(jié)果一致。三維間隔復合材料在受到面內(nèi)壓縮載荷作用時，上下面板都會因壓縮而發(fā)生失穩(wěn)破壞，這是材料失效的主要原因。因此在實際生產(chǎn)和應用時，應特別加強上下面板的結(jié)構強度和剛度的設計。3.2組分的應力分析

本文編號：3918876