三維面芯四向編織復(fù)合材料細觀結(jié)構(gòu)與力學性能研究.pdf

1、三維編織復(fù)合材料具有良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計性、優(yōu)越的機械性能、較高的性價比和很強的仿形能力。因此，三維編織復(fù)合材料作為一種結(jié)構(gòu)材料受到廣泛的關(guān)注，并已在航空、航天、生物醫(yī)學工程以及汽車工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
　　三維面芯四向編織復(fù)合材料是在普通三維編織復(fù)合材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上提出的新型結(jié)構(gòu)材料，它既具有普通三維編織復(fù)合材料的性能特點，又有著自身性能上的優(yōu)勢，在未來新材料的應(yīng)用中將起到至關(guān)重要的作用。為了更加有效的設(shè)計和使用三維面芯四向編織

2、復(fù)合材料，需對它們的真實細觀結(jié)構(gòu)和力學性能進行深入的研究。
　　本文對三維面芯四向編織復(fù)合材料提出了一種單胞劃分方法，并建立其細觀幾何模型和有限元模型；根據(jù)所建立的模型采用剛度平均法和有限元法預(yù)測了其力學性能，并與實驗數(shù)據(jù)進行了對比分析。主要研究內(nèi)容可分為以下三個部分：
　　第一、根據(jù)紗線的編織原理，建立了一種三維面芯四向編織復(fù)合材料力學模型，用體積平均化的方法分析了三維面芯四向編織復(fù)合材料的彈性性能。并與實驗結(jié)果進行對比，

3、驗證分析模型和分析方法的合理性。
　　第二、建立三維面芯四向編織復(fù)合材料的單胞有限元模型，并施加用周期性邊界條件以保證單胞邊界面的應(yīng)力連續(xù)和位移連續(xù)。分別采用最大主應(yīng)力準則和蔡-吳張量準則判斷基體和纖維材料的失效模式，并通過用戶自定義材料（User-defined material，UMAT）子程序?qū)崿F(xiàn)損傷單元的剛度折減，模擬拉伸工況下的損傷過程，預(yù)測材料的拉伸強度。
　　第三、研究三維面芯四向編織復(fù)合材料的RTM成型工藝，