![](https://static.zsdocx.com/FlexPaper/FileRoot/2019-3/14/18/fd15a4c4-b8d4-4c12-8ea9-d21bbb4fa143/fd15a4c4-b8d4-4c12-8ea9-d21bbb4fa143pic.jpg)
![三維機(jī)織復(fù)合材料的壓縮性能和沖擊后壓縮性能研究.pdf_第1頁(yè)](https://static.zsdocx.com/FlexPaper/FileRoot/2019-3/14/18/fd15a4c4-b8d4-4c12-8ea9-d21bbb4fa143/fd15a4c4-b8d4-4c12-8ea9-d21bbb4fa1431.gif)
版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、由于三維機(jī)織復(fù)合材料(3D woven composites或者簡(jiǎn)稱為3DWC)整體性能好,且有高的厚向力學(xué)性能、較強(qiáng)的抗損傷、抗分層能力和較好的耐沖擊性能,所以,三維機(jī)織復(fù)合材料在航空、航海、土木、醫(yī)學(xué)、裝甲、智能結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,特別是在承受多向載荷和抗沖擊結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用有著良好的前景。這主要?dú)w功于三維機(jī)織復(fù)合材料:(1)預(yù)制件的制造機(jī)械化程度高,所以能快速大量生產(chǎn),從而可降低制造成本、縮短生產(chǎn)周期:(2)纖維束、紗線
2、等可在多方向交織,使其滿足不同的力學(xué)性能需求;(3)采用熟知的液態(tài)成型技術(shù)固化成型制成三維機(jī)織復(fù)合材料,例如:樹(shù)脂傳遞模塑(RTM)、真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑(VARTM)和樹(shù)脂膜熔滲(RFI),將三維機(jī)織預(yù)制件與樹(shù)脂基體固化成型。
三維機(jī)織復(fù)合材料又可分為如下幾類:三維多軸機(jī)織復(fù)合材料,斜交三維機(jī)織復(fù)合材料和正交三維機(jī)織復(fù)合材料。本文研究涉及正交三維機(jī)織復(fù)合材料。正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOC)由正交三維機(jī)織預(yù)制件制成。此
3、類預(yù)制件為多層預(yù)制件,由機(jī)織機(jī)將三組纖維束排列、交織而成。第一組纖維束,在機(jī)器方向(機(jī)織方向)上延伸,稱作經(jīng)紗;第二組纖維束在橫向延伸,稱為填充物或緯紗;第三組纖維束把在厚度方向上以十字鋪層(0/90)形式交替堆放的經(jīng)紗和緯紗捆綁加固,稱為Z向纖維。Z向纖維也被稱作經(jīng)向捆綁紗,因?yàn)橐_(dá)到捆綁的目的,需要一組與經(jīng)紗方向相同的獨(dú)立的纖維束。
三維機(jī)織預(yù)制件可以以單一形式生產(chǎn),即只使用一種增強(qiáng)材料,也可以采用混合形式,即使用玻璃
4、纖維、芳綸纖維、碳纖維、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維、陶瓷纖維等多種增強(qiáng)材料?;旌闲问娇梢源嬖谟趯娱g(層與層)、層內(nèi)(纖維束與纖維束)、密切混合或是選擇性布局。
雖然三維機(jī)織復(fù)合材料的整體力學(xué)性能要比層合板優(yōu)越,但由于其壓縮性能相對(duì)較差,所以在壓縮強(qiáng)度方面仍然有一定的限制。查閱關(guān)于三維機(jī)織復(fù)合材料的相關(guān)文獻(xiàn),如其機(jī)織方法、對(duì)于力學(xué)性能表征、沖擊行為表征、耐損傷性能表征的建模策略等,鮮見(jiàn)有關(guān)于其壓縮性能及耐損傷性能表
5、征的研究報(bào)道。其主要原因是壓縮性能受多種因素影響而變得十分復(fù)雜,甚至用實(shí)驗(yàn)也不容易測(cè)正確。
由于沖擊后的壓縮(Compression After Impact或簡(jiǎn)稱為CAI)性能是用來(lái)衡量材料耐損傷性能好壞的一種指標(biāo),因此,對(duì)于一種稱為混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3D wovenorthogonal-interlock hybrid composite或簡(jiǎn)稱為3DWOHC)的新材料來(lái)說(shuō),研究其壓縮性能和沖擊后壓縮性能不但具有
6、重要的理論意義而且也有實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。研究中涉及的3DWOHC的經(jīng)向?yàn)門300碳纖維束和E玻璃纖維束,緯向和Z向均為E玻璃纖維束。擬從試驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬三方面開(kāi)展研究,通過(guò)對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行力學(xué)測(cè)試,獲得其壓縮性能和沖擊后壓縮性能;通過(guò)研究建立理論分析模型和有限元預(yù)測(cè)模型,然后通過(guò)分析計(jì)算預(yù)測(cè)其性能。
在壓縮性能實(shí)驗(yàn)中,對(duì)六根混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)的試件進(jìn)行了準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn),確定了其楊氏模量、壓縮強(qiáng)度和
7、失效機(jī)制。進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)的試件的長(zhǎng)度方向均沿經(jīng)向,并且保證試件在壓縮過(guò)程中始終處于壓縮實(shí)驗(yàn)夾具中。使用單軸應(yīng)變計(jì)來(lái)記錄試件的宏觀應(yīng)變數(shù)據(jù),試驗(yàn)機(jī)記錄施加的載荷數(shù)據(jù)。由名義應(yīng)力和名義應(yīng)變曲線可獲得楊氏模量,其最大名義應(yīng)力定義為試件的壓縮強(qiáng)度。由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)有一定的分散性,使用線性回歸法處理所有試樣的試驗(yàn)數(shù)據(jù),從而得到經(jīng)向的平均楊氏模量和平均抗壓強(qiáng)度。
為了對(duì)失效的試件進(jìn)行微觀圖像分析從而確定其失效機(jī)制,將失效的試樣進(jìn)行打磨,然后
8、通過(guò)數(shù)碼顯微鏡進(jìn)行觀察。由圖像分析可知,所有的試樣都是由于傳載纖維束的扭折而導(dǎo)致失效。因?yàn)閆向纖維同樣承受經(jīng)向載荷,所以Z向纖維束也能觀察到扭折的現(xiàn)象。值得一提的是,在力學(xué)測(cè)試時(shí)可觀察到,基體首先開(kāi)裂,然后才會(huì)觀察到試件破壞性的失效。
沖擊后壓縮實(shí)驗(yàn)的目的是確定低速?zèng)_擊下受損的混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)的剩余壓縮強(qiáng)度。該實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)階段進(jìn)行:在第一階段,六塊試驗(yàn)件在無(wú)儀表的落錘沖擊試驗(yàn)臺(tái)上受到低速?zèng)_擊。在落錘
9、沖擊實(shí)驗(yàn)中,為了確定各級(jí)初始沖擊能量對(duì)混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料沖擊損傷程度的影響,采用不同的初始沖擊能量對(duì)每個(gè)試件進(jìn)行沖擊。在沖擊測(cè)試中使用了分別為5.0J、10.0J、13.3J、15.0J、16.7J和20.0J的能量作為初始沖擊能。
借助數(shù)碼顯微鏡可確定每個(gè)試件的沖擊損傷區(qū)域。結(jié)果表明,沖擊損傷面積隨著初始沖擊能量的增加而增大,并且沖擊損傷區(qū)域的形狀為帶圓角的長(zhǎng)方形,長(zhǎng)邊沿經(jīng)線方向,說(shuō)明損傷主要沿經(jīng)線方向擴(kuò)展,因?yàn)樵?/p>
10、緯線方向上由于Z向纖維的捆綁作用抑制了損傷的擴(kuò)展。為了進(jìn)一步觀察沖擊損傷試件的層間分離,對(duì)試件進(jìn)行了C掃描,由于Z向纖維的捆綁機(jī)制,沖擊損傷試件內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有層間分離現(xiàn)象。
在沖擊后壓縮性能實(shí)驗(yàn)的第二階段,為了確定三維機(jī)織復(fù)合材料的剩余壓縮強(qiáng)度,采用自行設(shè)計(jì)的試驗(yàn)夾具對(duì)受沖擊后損傷的復(fù)合材料試驗(yàn)件施加準(zhǔn)靜態(tài)壓縮載荷。由于條件限制,使用的混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)試件的厚度僅為2.4mm,小于用于沖擊后壓縮試驗(yàn)試
11、件的標(biāo)準(zhǔn)厚度(4-6mm,目標(biāo)厚度為5mm),所以當(dāng)對(duì)未損傷的試件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),試件發(fā)生了屈曲而失效。因此,基于對(duì)混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料板屈曲分析,改進(jìn)了自行設(shè)計(jì)的沖擊后壓縮試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)夾具。最終,采用改進(jìn)后的自行設(shè)計(jì)的試驗(yàn)夾具成功地對(duì)含沖擊損傷的試件施加準(zhǔn)靜態(tài)壓縮載荷直到破壞,獲得了其剩余壓縮強(qiáng)度。
通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,可發(fā)現(xiàn)當(dāng)沖擊能量在10.0J以下時(shí),沖擊對(duì)混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料的剩余強(qiáng)度沒(méi)有影響;當(dāng)沖擊能量在10.
12、0J到20.0J之間時(shí),盡管沖擊損傷面積隨沖擊能量的提高而增大,但是沖擊損傷試件的剩余強(qiáng)度相同。這要?dú)w功于Z向纖維抑制了損傷在緯線方向上擴(kuò)展,由于沖擊損傷主要沿經(jīng)線方向擴(kuò)展,所以余下的未受損的承載截面積基本保持不變。
共研究了五種預(yù)測(cè)模型:(1)幾何模型,(2)剛度模型,(3)壓縮強(qiáng)度模型,(4)沖擊損傷模型,(5)沖擊后壓縮強(qiáng)度模型。由于混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)具有周期性結(jié)構(gòu),所以幾何模型、剛度模型以及壓
13、縮強(qiáng)度模型的建立都基于代表性體單元(RVE)。
先建立了一種新穎的幾何模型,稱為通用幾何模型(Generic Geometric model或簡(jiǎn)稱為GG模型)。建立該模型的目的是:(1)為了方便的描述混雜正交三維預(yù)制件的內(nèi)部幾何形狀;(2)為了確定不同的機(jī)織參數(shù)對(duì)于混雜正交三維預(yù)制件的幾何參數(shù)的影響;(3)為了確定材料雜交對(duì)于混雜正交三維預(yù)制件的幾何參數(shù)的影響。對(duì)于不同的三維機(jī)織預(yù)制件和三維機(jī)織復(fù)合材料的幾何表征,GG模型
14、適用于多種橫截面形狀的纖維束、多種雜交增強(qiáng)系統(tǒng)以及不同的模型(理想模型或者實(shí)際模型)。
在通用幾何模型中,提出了一種稱為“通用形狀函數(shù)”(Generic Shape Function或簡(jiǎn)稱為GS函數(shù))的新穎形函數(shù),以參數(shù)形式描述多種多樣的纖維束的橫截面幾何特性。這種方法的好處在于它能夠轉(zhuǎn)化成許多離散的形狀函數(shù),諸如六角形、菱形、橢圓形、圓形、矩形、橢圓環(huán)形、圓環(huán)形、橢圓弧雙曲形以及圓弧雙曲型。此外,所提出的通用形函數(shù)還能被
15、應(yīng)用于任何一種二維或三維機(jī)織復(fù)合材料的幾何公式中。
建立幾何模型時(shí),由于采用了混雜增強(qiáng)方法和通用形函數(shù),使得通用幾何模型可以靈活地用于采用不同材料、數(shù)量以及縱橫纖維束都不相同材料的幾何描述?;诟尚灶A(yù)制件的幾何實(shí)體建立了模型,并且著重關(guān)注了纖維的截面形狀以及Z向纖維的精確路徑。這么做主要是為了準(zhǔn)確估計(jì)預(yù)制件的參數(shù),諸如:三個(gè)相互正交方向上纖維的體積和體積百分比、面密度、預(yù)成型體的厚度。此外,通用幾何模型還能適用于混雜斜交三
16、維機(jī)織復(fù)合材料(3DWAHC)。
為確定混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)的工程彈性常數(shù),基于體積平均和各向同性應(yīng)變邊界條件,提出了一種新的剛度分析模型,稱為通用剛度模型(Generic StiffnessModel或簡(jiǎn)稱為GS模型)。這種通用剛度模型使用了增強(qiáng)纖維和基體的工程彈性常數(shù),并且可獲得混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料的工程彈性常數(shù)。該模型中計(jì)及了雜交增強(qiáng)效應(yīng)和z-向纖維的起伏效應(yīng),利用該模型可方便地確定三維機(jī)織復(fù)
17、合材料的工程彈性常數(shù)。該模型也適用于混雜斜交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWAHC)和混雜復(fù)合材料層合板的工程彈性常數(shù)的確定。
為了研究混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)中各種組分材料的承載機(jī)理并確定其力學(xué)性能,在前面提出的分析模型的基礎(chǔ)上,建立了相應(yīng)的有限元模型。在對(duì)復(fù)合材料試件進(jìn)行拋光和電子顯微鏡分析,獲得了纖維束和整個(gè)試件的幾何細(xì)節(jié)后,通過(guò)Pro/E建立了三維實(shí)體模型,并將實(shí)體模型導(dǎo)入有限元軟件ABAQUS建立了有限元
18、模型。有限元模型采用了三維線性四面體單元C3D4。同時(shí),為了體現(xiàn)混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料所具有的周期性特性,有限元分析時(shí)施加了基于縱向和橫向上的平移對(duì)稱特性的周期性邊界條件。為了計(jì)算工程彈性常數(shù),在有限元模型上施加一個(gè)單位宏觀應(yīng)力(1MPa),計(jì)算該宏觀應(yīng)力下的宏觀應(yīng)變,最終由所加載的宏觀應(yīng)力和計(jì)算所得的宏觀應(yīng)變獲得工程彈性常數(shù)。通過(guò)分析計(jì)算,由通用剛度模型和有限元模型獲得了材料的工程彈性常數(shù),預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合驗(yàn)證了這兩個(gè)模型
19、的正確性。此外還對(duì)材料的混雜效應(yīng)進(jìn)行了研究,確定了在縱向增加T300碳纖維對(duì)于混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)的工程彈性常數(shù)的影響,發(fā)現(xiàn)隨著縱向T300碳纖維數(shù)量的增加,縱向的楊氏模量也隨之增加。
基于驗(yàn)證過(guò)的有限元模型,進(jìn)一步研究了混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)的壓縮性能。在混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)中,縱向承載纖維是縱向T300碳纖維和縱向E玻璃纖維。以前的數(shù)據(jù)表明:當(dāng)復(fù)合材料受到壓縮載
20、荷時(shí),一般由于傳載纖維束的扭折而導(dǎo)致材料失效,而這種扭折失效的主要原因是傳載纖維束存在的初始幾何缺陷所造成的?;谠诩兓w內(nèi)的縱向纖維束的第一階屈曲模態(tài),提出了一個(gè)可描述傳載纖維束的初始幾何缺陷的數(shù)學(xué)模型。純基體可視為彈性支撐,而縱向纖維束則視為受彈性支撐約束的圓柱桿。對(duì)于純基體內(nèi)的縱向纖維束采用有限元法進(jìn)行了屈曲分析,發(fā)現(xiàn)該縱向纖維束的第一階屈曲模態(tài)含有兩個(gè)半波。因此,在所提出的幾何缺陷模型中也假設(shè)含有兩個(gè)半波。在分析過(guò)程中,通過(guò)AB
21、AQUS中的用戶定義子程序“ORIENT”來(lái)引入幾何缺陷,其中“ORIENT”為ABAQUS的可選選項(xiàng)。
對(duì)于纖維束結(jié)構(gòu)損傷的初始形成及后續(xù)演化,采用了基于三維應(yīng)力的失效準(zhǔn)則-Hashin準(zhǔn)則;各向同性基體材料采用了J2流動(dòng)理論并結(jié)合von-Mises失效準(zhǔn)則進(jìn)行建模?;谌S應(yīng)力準(zhǔn)則來(lái)降低已失效材料的工程彈性常數(shù),通過(guò)用戶定義子程序“UMAT”引入該失效準(zhǔn)則和剛度折減模型。對(duì)于有限元模型,在縱向,一端施加約束,另一端施加
22、位移載荷。每一計(jì)算步后都需求出約束端節(jié)點(diǎn)的累積支反力。將最大累積節(jié)點(diǎn)支反力除以截面積,就可確定出混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)的壓縮強(qiáng)度。采用這樣的模擬策略,利用ABAQUS預(yù)測(cè)了材料的壓縮強(qiáng)度特性,并通過(guò)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較,驗(yàn)證了該模型和模擬策略的正確性。同時(shí),通過(guò)材料的混雜研究,確定了在增加縱向碳纖維對(duì)于混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)壓縮強(qiáng)度的影響。研究結(jié)果表明,由于T300碳纖維的壓縮強(qiáng)度與玻璃纖維幾乎相同,所以
23、復(fù)合材料的整體壓縮強(qiáng)度并未提高。
為了確定混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)低速?zèng)_擊后所引起的損傷并了解損傷的產(chǎn)生機(jī)理,通過(guò)ABAQUS/Explicit建立了一種基于有限元的沖擊損傷模型。該有限元模型由混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)板(和試驗(yàn)件相同)和一個(gè)圓沖頭組成。為了節(jié)省計(jì)算資源,利用關(guān)于平行于縱向和橫向中面的幾何、材料和載荷對(duì)稱性,僅取正交三維機(jī)織復(fù)合材料板的四分之一進(jìn)行建模;圓沖頭采用三維實(shí)體建模
24、,用剛體模擬;Z向纖維束被模擬成矩形截面,并具有理想的纖維方向。整個(gè)混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)有限元模型采用C3D8R三維線性六面體單元進(jìn)行建模。
橫向各向同性纖維束定義為無(wú)損的線彈塑性材料,基體材料采用J2流動(dòng)理論進(jìn)行建模。對(duì)于橫向各向同性纖維束,采用了基于三維應(yīng)力的Hashin失效準(zhǔn)則;而對(duì)于各向同性基體材料,采用了von-Mises失效準(zhǔn)則。纖維束的力學(xué)特性由Chamis微觀力學(xué)理論計(jì)算得到。采用基于三
25、維應(yīng)力的失效準(zhǔn)則來(lái)降低已失效材料的工程彈性常數(shù)。通過(guò)用戶定義子程序“VUMAT”引入上述失效準(zhǔn)則和剛度折減模型。對(duì)于沖擊的數(shù)值模擬,采用了與試驗(yàn)一致的不同初始沖擊能量。
為了確定受沖擊損傷后的混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)的剩余壓縮強(qiáng)度,建立了沖擊后壓縮模型。在建立混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料(3DWOHC)平板模型時(shí)采用了無(wú)損材料和含損傷的材料(有損材料),并使用C3D20三維六面四邊形體單元進(jìn)行建模。無(wú)損材料由傳
26、載的E-玻璃纖維復(fù)合材料和T300碳纖維/玻璃纖維混雜復(fù)合材料構(gòu)成,其力學(xué)特性可由前面建立的方法確定。在縱向,采用基于Hashin準(zhǔn)則的纖維失效模型來(lái)判斷單元是否失效。對(duì)無(wú)損材料的工程彈性常數(shù)進(jìn)行折減,就可得到有損材料的工程彈性常數(shù),并且該折減系數(shù)與無(wú)損材料失效時(shí)的折減系數(shù)相同。
對(duì)于無(wú)損材料,通過(guò)編寫用戶定義子程序“UMAT”就可引入失效準(zhǔn)則和折減模型。有限元模型一端完全約束,另一端施加位移載荷。每一計(jì)算步后都要求出約束
27、端節(jié)點(diǎn)的累積的支反力,將最大累積節(jié)點(diǎn)支反力除以截面積,就可確定有效剩余壓縮強(qiáng)度,并可確定有效剩余強(qiáng)度和強(qiáng)度折減系數(shù)。通過(guò)將預(yù)測(cè)參數(shù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較對(duì)比,發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相吻合,驗(yàn)證了所建立的模型的正確性。
論文最后是全文的總結(jié)和展望,總結(jié)了全文的研究工作,指出了有創(chuàng)新意義的研究成果,并給出了需要進(jìn)一步研究的一些內(nèi)容。下面簡(jiǎn)要地給出主要研究工作和有創(chuàng)新性的研究成果:
1.建立了可用于如滲透模型、微觀力學(xué)
28、模型之類的預(yù)測(cè)模型的新幾何模型。提出了一種新穎形函數(shù)-GS函數(shù),該函數(shù)可以參數(shù)形式描述多種多樣的纖維束的橫截面幾何特性,能夠用于任何機(jī)織復(fù)合材料的幾何建模。同時(shí),還建立了一種新穎的適用性廣泛的通用幾何模型(GG模型),除能夠用于本文研究所涉及的三維機(jī)織預(yù)制件/復(fù)合材料的幾何表征外,也適用于其他三維編制件的幾何表征。
2.提出了一種新的剛度分析模型(GS模型),該模型中計(jì)及了雜交增強(qiáng)效應(yīng)和z-向纖維的起伏效應(yīng),利用GS模型可
29、方便地確定三維機(jī)織復(fù)合材料的工程彈性常數(shù)。
3.通過(guò)電鏡分析獲得復(fù)合材料纖維束和整個(gè)試件的幾何細(xì)節(jié),然后建立實(shí)際材料/試件的幾何模型和代表體的有限元模型,有限元分析時(shí)施加周期性邊界條件以體現(xiàn)混雜正交三維機(jī)織復(fù)合材料的周期性特性。通過(guò)分析計(jì)算,確定了各組份的承載機(jī)理及其力學(xué)性能,并由建立的GS模型獲得了材料的工程彈性常數(shù)。預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合驗(yàn)證了所建立的模型的正確性。
4.基于驗(yàn)證過(guò)的有限元模型,研究了混雜
30、正交三維機(jī)織復(fù)合材料的壓縮性能。根據(jù)試驗(yàn)和電鏡分析先確定了一般的壓縮失效機(jī)理:即當(dāng)復(fù)合材料受到壓時(shí),傳載纖維束的初始幾何缺陷使其發(fā)生扭折,從而導(dǎo)致材料失效。由此提出了一個(gè)可用于描述傳載纖維束初始幾何缺陷數(shù)學(xué)模型,并通過(guò)用戶定義子程序“ORIENT”引入;對(duì)于纖維束結(jié)構(gòu)損傷的初始形成及后續(xù)演化,通過(guò)用戶定義子程序“UMAT”引入基于三維應(yīng)力的失效準(zhǔn)則;各向同性基體材料采用了J2流動(dòng)理論并結(jié)合von-Mises失效準(zhǔn)則進(jìn)行建模。采用這樣的模
31、擬策略,最終利用ABAQUS成功預(yù)測(cè)了材料的壓縮強(qiáng)度特性,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合驗(yàn)證了模擬策略的正確性。同時(shí),還研究了混雜效應(yīng)對(duì)材料的壓縮性能的影響,給出了有參考意義的結(jié)論。
5.開(kāi)展了沖擊后壓縮性能試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究。復(fù)合材料試驗(yàn)件先受落錘沖擊,然后采用自行設(shè)計(jì)的試驗(yàn)夾具成功地對(duì)受沖擊后有損傷的復(fù)合材料試驗(yàn)件施加壓縮載荷直致破壞。同時(shí)采用有限元法數(shù)值模擬了受沖擊后的復(fù)合材料試驗(yàn)件的壓縮性能,沖擊后壓縮試件采用了無(wú)損的單體
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫(kù)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 三維多向編織復(fù)合材料壓縮性能研究.pdf
- 三維正交機(jī)織物成形過(guò)程建模及其增強(qiáng)復(fù)合材料壓縮性能研究.pdf
- UHMWPE-乙烯基酯三維機(jī)織復(fù)合材料動(dòng)態(tài)壓縮性能研究.pdf
- 三維編織復(fù)合材料沖擊壓縮性質(zhì)的低溫效應(yīng).pdf
- 復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)低速?zèng)_擊與沖擊后壓縮性能研究.pdf
- 基于置換法三維織物增強(qiáng)復(fù)合材料動(dòng)態(tài)壓縮性能研究.pdf
- 不同溫度下三維五向編織復(fù)合材料壓縮性能.pdf
- 復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)修理后壓縮性能分析.pdf
- 三維編織復(fù)合材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)平均剛度及其壓縮性能的研究.pdf
- 三維編織復(fù)合材料壓縮性質(zhì)的應(yīng)變率效應(yīng).pdf
- 活性粉末混凝土沖擊壓縮性能研究.pdf
- 三維機(jī)織復(fù)合材料高應(yīng)變率壓縮性質(zhì)及有限元分析.pdf
- 樹(shù)脂基體模量對(duì)復(fù)合材料壓縮性能影響研究.pdf
- 二維二軸編織鋪層復(fù)合材料壓縮性能研究.pdf
- 間隔織物增強(qiáng)有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合材料的壓縮性能研究.pdf
- 礦物復(fù)合材料壓縮性能的實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.pdf
- 泡沫鋁基復(fù)合材料制備工藝及壓縮性能研究.pdf
- 剪切增稠液流變性能及其復(fù)合材料壓縮性能.pdf
- f—12芳綸纖維混雜復(fù)合材料縱向壓縮性能研究
- 剪切增稠液浸漬經(jīng)編間隔織物柔性復(fù)合材料沖擊壓縮性能.pdf
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論