本文選題：三維角聯(lián)鎖織物 + 彎曲性能　； 參考：《天津工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：三維角聯(lián)鎖織物是目前最常見的復(fù)合材料預(yù)成型體之一。三維角聯(lián)鎖織物不僅具有較佳的可設(shè)計性,而且還可以近凈形制備形狀復(fù)雜的異形構(gòu)件。通過織物中局部紗線的壓縮、彎曲以及剪切等變形,實現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)件的凈尺寸成型,為復(fù)雜異形復(fù)合材料構(gòu)件實現(xiàn)結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計提供了可能,大幅度減少零配件數(shù)量,同時保證了結(jié)構(gòu)件的整體性。三維角聯(lián)鎖織物還可以有效地減少復(fù)合材料制備過程中織物鋪層的工作量,縮短加工周期,降低制備成本。因此,本課題的研究具有重要的實用價值。本文從三維角聯(lián)鎖織物的彎曲變形以及半球成型試驗入手,討論了織物關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)對織物彎曲性能的影響,分析了各參數(shù)對織物彎曲變形性能的影響程度,對比了織物參數(shù)改變對織物彎曲變形性能的改變,在此基礎(chǔ)上建立了評價織物彎曲性能的參數(shù)和指標,為三維角聯(lián)鎖織物細觀變形機理以及本構(gòu)理論的研究提供理論基礎(chǔ)。在彎曲變形試驗分析的基礎(chǔ)上,對織物半球成型性能進行了研究。將三維角聯(lián)鎖織物的半球成型分成兩個類型,研究了完全成型以及不完成成型織物的狀態(tài),分析了織物結(jié)構(gòu)參數(shù)對織物成型性能的影響。結(jié)合三維角聯(lián)鎖織物的剪切變形和彎曲變形,對織物是否可以完全成型制定了判斷標準,而且通過試驗驗證了判斷標準的有效性,與試驗結(jié)果吻合較好。通過對三維角聯(lián)鎖織物變形成型性能研究,制定了三維織物成型性能的評價方法和評價標準,為異形結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的設(shè)計提供依據(jù)。基于織物連續(xù)介質(zhì)的假設(shè),利用有限變形理論描述了三維角聯(lián)鎖織物的大變形行為,建立了三維角聯(lián)鎖織物的本構(gòu)理論。在此基礎(chǔ)上,利用商業(yè)有限元軟件的二次開發(fā)模塊編寫了三維角聯(lián)鎖織物的本構(gòu)子程序,對三維角聯(lián)鎖織物的半球成型進行了數(shù)值模擬計算,并與試驗結(jié)果進行了對比分析,驗證了織物本構(gòu)理論與數(shù)值計算的正確性與可行性。
[Abstract]:Three-dimensional interlocking fabric is one of the most common composite preforms. Three-dimensional angle-interlocking fabric not only has good designability, but also can be used to fabricate complex shaped components in near net shape. Through the compression, bending and shear deformation of the local yarn in the fabric, the net size forming of the complex component is realized, which provides the possibility for the structural integration design of the complex special-shaped composite component, and greatly reduces the number of spare parts. At the same time, the integrity of the structure is ensured. Three-dimensional angle-interlocking fabric can also effectively reduce the workload of fabric layering, shorten the processing period and reduce the preparation cost during the preparation of composite materials. Therefore, the research of this subject has important practical value. Based on the bending deformation and hemispherical forming test of three dimensional angle-interlocking fabric, this paper discusses the influence of the key structure parameters on the bending properties of the fabric, and analyzes the influence degree of each parameter on the bending deformation property of the fabric. Based on the comparison of the changes of fabric parameters to the bending properties of fabrics, the parameters and indexes for evaluating the bending properties of fabrics are established, which provide a theoretical basis for the study of the meso-deformation mechanism and constitutive theory of three-dimensional angle-interlocking fabrics. Based on the analysis of bending deformation test, the hemispherical formability of fabric was studied. The hemispherical forming of three dimensional angle-interlocking fabric was divided into two types. The state of complete and incomplete forming of fabric was studied, and the influence of fabric structure parameters on fabric formability was analyzed. According to the shear deformation and bending deformation of three dimensional angle-interlocking fabric, the criterion of whether the fabric can be fully formed has been established, and the validity of the criterion has been verified by the experiment, which is in good agreement with the experimental results. Based on the study of the deformation and forming properties of three-dimensional angle-interlocking fabric, the evaluation method and evaluation standard of three-dimensional fabric forming property are established, which provides the basis for the design of special-shaped composite material. Based on the hypothesis of fabric continuum, the large deformation behavior of three-dimensional angle-interlocking fabric is described by finite deformation theory, and the constitutive theory of three-dimensional angle-interlocking fabric is established. On this basis, the constitutive subprogram of three-dimensional angle-interlocking fabric is compiled by using the secondary development module of commercial finite element software, and the numerical simulation of the hemispherical forming of three-dimensional angle-interlocking fabric is carried out, and the results are compared with the experimental results. The correctness and feasibility of fabric constitutive theory and numerical calculation are verified.
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TS106

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本文編號：1989725