本文關(guān)鍵詞：編織結(jié)構(gòu)對復(fù)合材料管件力學(xué)性能的影響研究

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【摘要】：復(fù)合材料由于其出眾的比強度而被應(yīng)用于航空、汽車以及海洋等工程領(lǐng)域。其中的增強體制備方式可以分為機織、纏繞和編織等。環(huán)形編織因其有近凈成型能力而被用來制造無縫的纖維增強體,而且由于環(huán)形編織技術(shù)的高度自動化,金屬制件逐步被編織復(fù)合材料管件替代。因此,對于研究編織結(jié)構(gòu)對復(fù)合材料管件的力學(xué)性能具有極其重要的意義。本文對編織復(fù)合材料管件的力學(xué)性能進行了實驗與仿真的研究。首先通過控制環(huán)形編織機的抽取速度和環(huán)形速度編織出具有不同編織角度的纖維增強體試樣。在編織過程中引入過渡芯軸,有效避免了編織收斂過渡區(qū)對纖維增強體產(chǎn)生編織角度不一致的情況。接著采用真空輔助成型技術(shù)對獲得的編織增強體進行固化,并根據(jù)兩種實驗的測試標準分別對試樣進行切割。其次,對試樣進行了紗線尺度的有限元建模。根據(jù)編織軌跡與CT實驗所得的紗線截面參數(shù)對編織實體進行自動化三維建模,并針對紗線橫向各向同性的力學(xué)特性在編織紗的編織路徑方向建立了材料局部坐標。再次,對試樣進行了準靜態(tài)壓縮實驗。實驗過程中用相機對試樣的整個壓縮過程進行記錄,并對最終的實驗數(shù)據(jù)進行分析。在最終的破壞模式中,觀察到折疊模式和分瓣模式兩種截然不同的結(jié)果。在實驗的基礎(chǔ)上,對已建立的編織復(fù)合管件模型添加了準靜態(tài)壓縮邊界條件,并進行計算求解。結(jié)合實驗現(xiàn)象和模型的數(shù)值仿真結(jié)果,對編織結(jié)構(gòu)在破壞前后的受力狀態(tài)進行了分析。通過觀察破壞模式以及對比其編織參數(shù),兩者之間的因果關(guān)系被剖析,并對破壞模式和SEA值進行了關(guān)聯(lián)性分析。最后,對單層和雙層的編織試樣進行了三點壓彎實驗。樹脂的開裂、剝落和斷裂的現(xiàn)象在實驗過程中依次出現(xiàn)。在實驗的基礎(chǔ)上,對已建立的編織復(fù)合管件模型添加了三點壓彎邊界條件,并進行計算求解。通過對比數(shù)值仿真結(jié)果與破壞后的實驗試樣,編織角度及其疊放順序?qū)ψ罱K管件的破壞模式被具體分析,纖維增強體在管件抗彎過程中蘊含的增強機理也被闡述。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB33

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：1303195