三維六向矩形編織復合材料具有良好的結構整體性,不僅能有效克服傳統(tǒng)層合復合材料層間強度低、易分層等弱點,而且有利于減輕結構重量,因而,在航空航天等領域具有廣闊的應用前景。作為一種新穎的輕質高強結構型式,研究該材料的基本力學性能是將該材料應用于結構設計的重要基礎和前提。然而,材料細觀結構極其復雜,顯著增加了材料設計與分析的難度。因此,如何根據(jù)三維六向編織復合材料宏細觀結構特征,建立材料力學分析模型,并系統(tǒng)研究材料工藝參數(shù)及結構參數(shù)對材料力學性能的影響規(guī)律,具有重要的學術研究價值。本文首先根據(jù)四步法編織工藝,分析了紗線的空間運動規(guī)律和分布構型,建立了材料內胞參數(shù)化實體單胞模型,然后,結合周期性邊界條件,采用跨尺度力學建模思想,建立了基于材料內胞的彈性性能分析模型。經(jīng)嵌入材料組分失效準則和性能退化方案,建立了胞元漸進損傷分析非線性有限元模型。經(jīng)算例驗證,證明了基于胞元的三維六向編織復合材料力學模型的有效性和可適用性。最后,討論了材料工藝參數(shù)（編織角和纖維體積含量）對材料彈性性能和宏觀應力應變行為的影響規(guī)律,并詳盡分析了其對材料拉伸、剪切漸進損傷行為和失效機制的影響規(guī)律。研究表明,本文基于內胞的... 

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 三維六向編織復合材料簡介
        1.2.1 編織工藝
        1.2.2 成型工藝
    1.3 三維多向編織復合材料研究概述
        1.3.1 細觀結構研究
        1.3.2 彈性性能研究
        1.3.3 漸進損傷研究
    1.4 本文研究問題
    1.5 論文結構安排
第二章 理論基礎與關鍵技術
    2.1 各向異性材料彈性本構
    2.2 材料失效及損傷表征
    2.3 均勻化平均方法
    2.4 本章小結
第三章 三維六向編織復合材料等效彈性性能研究
    3.1 引言
    3.2 參數(shù)化細觀單胞模型
    3.3 細觀胞元有限元方法
        3.3.1 周期性邊界條件及網(wǎng)格劃分
        3.3.2 組分材料本構關系
        3.3.3 局部坐標定義
    3.4 細觀有限元分析
        3.4.1 等效彈性性能
        3.4.2 細觀力學響應
        3.4.3 參數(shù)分析與討論
    3.5 本章小結
第四章 三維六向編織復合材料漸進損傷分析及強度研究
    4.1 引言
    4.2 漸進損傷非線性有限元分析方法
        4.2.1 組分本構
        4.2.2 失效判據(jù)及材料性能退化方案
        4.2.3 應力求解與分析流程
    4.3 軸向拉伸非線性有限元分析
        4.3.1 宏觀力學響應
        4.3.2 參數(shù)分析與討論
        4.3.3 漸進損傷分析
    4.4 縱向剪切非線性有限元分析
        4.4.1 參數(shù)分析與討論
        4.4.2 漸進損傷分析
    4.5 橫向剪切非線性有限元分析
        4.5.1 參數(shù)分析與討論
        4.5.2 漸進損傷分析
    4.6 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 全文總結
    5.2 展望
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
[1]多尺度復合材料力學研究進展[J]. 陳玉麗,馬勇,潘飛,王升濤.  固體力學學報. 2018(01)
[2]正交各向異性鋼筋混凝土板的應力及應變分析[J]. 鐘浩,印長俊,方宏華.  湖南文理學院學報(自然科學版). 2017(03)
[3]三維編織復合材料研究及應用現(xiàn)狀[J]. 王海雷,高艷秋,范雨嬌.  新材料產(chǎn)業(yè). 2017(03)
[4]纖維增強熱塑性樹脂復合材料成型技術研究進展[J]. 黎敏榮,薛平,賈明印,陳珂.  塑料工業(yè). 2016(11)
[5]三維編織復合材料力學性能研究進展[J]. 田龍,張香成.  科技資訊. 2016(05)
[6]均勻化方法對單向碳/鋁復合材料彈性性能預測[J]. 晉艷娟,張柱,崔小朝,劉利亭.  太原科技大學學報. 2013(06)
[7]三維四向編織復合材料細觀建模[J]. 馮偉,王延榮,魏大盛.  航空動力學報. 2013(06)
[8]三維五向及全五向編織復合材料的三單胞結構模型[J]. 張超,許希武,嚴雪.  南京航空航天大學學報. 2013(02)
[9]三維六向編織復合材料漸進損傷模擬及強度預測[J]. 盧子興,夏彪,王成禹.  復合材料學報. 2013(05)
[10]紡織復合材料細觀力學分析的一般性周期性邊界條件及其有限元實現(xiàn)[J]. 張超,許希武,嚴雪.  航空學報. 2013(07)

碩士論文
[1]含隨機分布碳納米管樹脂基2D編織復合材料力學性能多尺度研究[D]. 徐澧明.電子科技大學 2017
[2]三維編織復合材料整體加筋壁板結構穩(wěn)定性研究[D]. 段德華.電子科技大學 2017



本文編號：3665134