三維面芯四向編織復合材料細觀結構與力學性能研究.pdf

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

2、復合材料，需對它們的真實細觀結構和力學性能進行深入的研究。
　　本文對三維面芯四向編織復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合材料的彈性性能。并與實驗結果進行對比，

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力連續(xù)和位移連續(xù)。分別采用最大主應力準則和蔡-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）子程序實現(xiàn)損傷單元的剛度折減，模擬拉伸工況下的損傷過程，預測材料的拉伸強度。
　　第三、研究三維面芯四向編織復合材料的RTM成型工藝，