三維機織復(fù)合材料因其高比剛度、高比強度、抗沖擊和耐疲勞等諸多優(yōu)異力學(xué)性能,在航空航天、軍事、生物等諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。三維機織物作為復(fù)合材料增強體,其基本力學(xué)性能直接影響了復(fù)合材料的力學(xué)性質(zhì)。目前,國內(nèi)外對三維機織物力學(xué)性能的研究從傳統(tǒng)高成本實驗測試和低效率數(shù)學(xué)建模理論分析逐步轉(zhuǎn)為以低成本可控性高的數(shù)字模擬為主的方法。本文以三維正交機織物作為研究對象,在時域中對其織造過程進行模擬,在近似纖維尺度建立其微觀幾何結(jié)構(gòu)模型,并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用ABAQUS對其拉伸性能進行分析。此方法不僅降低了實驗成本,還提高了可研究范圍。本課題主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下:（1）以數(shù)字單元法為理論基礎(chǔ),通過分析該方法在織物織造行為模擬中的作用機理,提出了一種計算纖維間摩擦力的方法。通過紗線纖維化離散,用數(shù)值模擬和仿真方法模擬三維正交織物成型過程,建立了5個精度遞進的微觀幾何結(jié)構(gòu)數(shù)值模型。5個模型中的每根紗線分別由4、7、12、19和37根數(shù)字纖維表征。通過實驗對比,得出當(dāng)每根紗線由19根數(shù)字纖維組成時,所建織物的微觀幾何結(jié)構(gòu)數(shù)值模型與真實織物樣本在顯微鏡下的內(nèi)部切片圖像最為吻合。（2）在第二章的研究基礎(chǔ)上,采... 

【文章來源】：重慶郵電大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)字單元法三要素

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章三維正交機織物微觀幾何結(jié)構(gòu)建模14圖2.7三維正交拓撲結(jié)構(gòu)2.2.2周期性邊界條件定義周期性邊界條件的定義如圖2.8所示，圖中綠色織物為單胞模型，虛線邊框為附加的周期性邊界條件。單胞的邊界分為八個區(qū)域，分別為A、B、C、D、E、F、G、H。在動態(tài)松弛過程中，建模軟件會自動計算更新的節(jié)點位置，然后采用映射過程確定單胞周圍周期性邊界區(qū)域中的更新節(jié)點位置，即虛線區(qū)域中的節(jié)點位置。周期性邊界區(qū)域為16個區(qū)域，分別為3個A"區(qū)域、3個B"區(qū)域、3個C"區(qū)域、3個D"區(qū)域以及E"、F"、G"、H"4個區(qū)域。區(qū)域A"、B"、C"、D"、E"、F"、G"、H"與A、B、C、D、E、F、G、H區(qū)域保持一致，是為了使邊界條件相互對應(yīng)，達到鑲嵌條件�；跀�(shù)字單元法建立織物拓撲單元后，根據(jù)紗線類型分別定義邊界條件，如圖2.9所示。紗線類型1為緯紗，紗線端部在Y方向上受約束，因此，緯紗的第一節(jié)點和最后節(jié)點分別在Y方向上受約束。紗線類型2為經(jīng)紗，紗線在X方向上受約束，因此經(jīng)紗的第一節(jié)點和最后一節(jié)點分別在X方向上受約束。圖2.8邊界條件的定義

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章三維正交機織物微觀幾何結(jié)構(gòu)建模14圖2.7三維正交拓撲結(jié)構(gòu)2.2.2周期性邊界條件定義周期性邊界條件的定義如圖2.8所示，圖中綠色織物為單胞模型，虛線邊框為附加的周期性邊界條件。單胞的邊界分為八個區(qū)域，分別為A、B、C、D、E、F、G、H。在動態(tài)松弛過程中，建模軟件會自動計算更新的節(jié)點位置，然后采用映射過程確定單胞周圍周期性邊界區(qū)域中的更新節(jié)點位置，即虛線區(qū)域中的節(jié)點位置。周期性邊界區(qū)域為16個區(qū)域，分別為3個A"區(qū)域、3個B"區(qū)域、3個C"區(qū)域、3個D"區(qū)域以及E"、F"、G"、H"4個區(qū)域。區(qū)域A"、B"、C"、D"、E"、F"、G"、H"與A、B、C、D、E、F、G、H區(qū)域保持一致，是為了使邊界條件相互對應(yīng)，達到鑲嵌條件。基于數(shù)字單元法建立織物拓撲單元后，根據(jù)紗線類型分別定義邊界條件，如圖2.9所示。紗線類型1為緯紗，紗線端部在Y方向上受約束，因此，緯紗的第一節(jié)點和最后節(jié)點分別在Y方向上受約束。紗線類型2為經(jīng)紗，紗線在X方向上受約束，因此經(jīng)紗的第一節(jié)點和最后一節(jié)點分別在X方向上受約束。圖2.8邊界條件的定義

【參考文獻】：
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