纖維增強(qiáng)復(fù)合材料界面相微結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料以其模量高、強(qiáng)度高、重量輕的優(yōu)良力學(xué)特性和極佳的可設(shè)計(jì)性成為現(xiàn)代飛行器的基本材料，其用量已作為衡量一個(gè)飛行器是否先進(jìn)的標(biāo)志。近年來(lái)隨著復(fù)合材料設(shè)計(jì)及表征的極大進(jìn)步，從細(xì)觀甚至微觀層面對(duì)碳纖維復(fù)合材料界面相的力學(xué)性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)引起了極大的關(guān)注。不同于以往從界面相粘結(jié)性能的角度對(duì)界面進(jìn)行改性，本文利用鄰域培養(yǎng)遺傳算法，對(duì)碳纖維復(fù)合材料的界面相微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，定量的給出了一組理想的界面相力學(xué)參數(shù)和相幾何參數(shù)，以及橫向載

2、荷下纖維分布，主要的研究工作如下：
　　 1.利用有限元計(jì)算軟件ANSYS對(duì)密排六邊形代表性體元進(jìn)行了分析，確定在對(duì)纖維分布進(jìn)行優(yōu)化時(shí)選擇平面應(yīng)力模型，目標(biāo)函數(shù)為XY剪應(yīng)力。
　　 2.將Drzal的界面相分層理論與軸對(duì)稱組合圓柱模型結(jié)合，研究了完好粘接狀態(tài)下的應(yīng)力分布，以及界面相的厚度、界面相彈性模量成梯度變化對(duì)應(yīng)力分布的影響，由此確定了在優(yōu)化設(shè)計(jì)中采用的界面相各層厚度和彈性模量作為設(shè)計(jì)變量。使用鄰域培養(yǎng)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)