学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

2.5D机织复合材料多尺度性能研究

作　者: 陈智
导　师: 童明波
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 飞行器设计
关键词: 2.5D机织复合材料多尺度分析单胞模型有限元周期性边界条件
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 107次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

三维机织复合材料因其优异的抗分层能力、较高的损伤阻抗以及良好的仿形能力,在航空航天领域得到越来越多的应用。2.5D机织复合材料作为三维机织复合材料的一个重要分支,受到了广泛的关注。为了更加有效地设计和使用2.5D机织复合材料,需要对它的力学性能进行深入地研究。本文从细观纤维束单胞尺度、宏观机织单胞尺度以及宏观机织结构尺度这三个尺度进行2.5D机织复合材料多尺度性能分析,分别对三个尺度的单胞/构件进行建模,采用有限元方法研究了各尺度的刚度性能。对于细观纤维束尺度,在六边形堆积假设的基础上,建立了适用于本文分析的单胞模型,分析了不同载荷条件下的单胞刚度性能,得到应力分布和应力-应变曲线,并与已有经验公式预测值进行了比较。对于宏观机织单胞尺度,针对本文的浅交联结构形式,采用现有的理论计算方法计算单胞纱线的几何参数和纱线的交联形式,建立了机织单胞模型。对于宏观机织结构尺度,采用将机织单胞的性能视为整体结构的一种材料属性,将其赋给结构件,得到结构件在试验载荷下的应力应变分布及结构危险点。在前两个尺度的有限元分析中,均采用了周期性边界条件以保证单胞边界的应力和位移连续,分析结果表明周期性边界条件很好地考虑了结构刚度分布不均的影响,与实际情况较符合。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-12
第一章绪论  12-23
  1.1 引言  12-13
  1.2 复合材料  13-15
    1.2.1 分类  13-14
    1.2.2 性能  14
    1.2.3 成型方法  14
    1.2.4 应用  14-15
  1.3 机织复合材料  15-18
    1.3.1 平面机织  15
    1.3.2 三维机织  15-18
  1.4 三维机织复合材料  18-21
    1.4.1 几何结构  18-19
    1.4.2 力学性能  19-20
    1.4.3 试验研究  20-21
  1.5 存在的主要问题  21-22
  1.6 本文的主要工作  22-23
第二章性能预测与强度准则  23-29
  2.1 性能预测  23-25
    2.1.1 刚度预测  23-24
    2.1.2 强度预测  24-25
  2.2 强度准则  25-27
    2.2.1 基体强度准则  25-26
    2.2.2 纤维强度准则  26-27
  2.3 周期性边界条件  27-29
第三章纤维束尺度性能  29-44
  3.1 纤维束单胞几何模型  29-31
  3.2 材料参数  31
  3.3 理论性能预测  31-32
    3.3.1 刚度性能  31-32
    3.3.2 强度性能  32
  3.4 有限元性能预测  32-43
    3.4.1 有限元模型  33
    3.4.2 纵向拉压  33-34
    3.4.3 横向拉压  34-38
    3.4.4 纵向剪切  38-40
    3.4.5 横向剪切  40-43
  3.5 小结  43-44
第四章机织单胞尺度性能  44-52
  4.1 机织单胞几何模型  44-49
    4.1.1 结构参数选定  45-47
    4.1.2 纱线截面选定  47-49
  4.2 机织单胞有限元模型  49-51
  4.3 小结  51-52
第五章构件尺度性能  52-60
  5.1 结构件模型与参数  52-54
  5.2 结构件性能分析  54-59
    5.2.1 有限元模型  54-55
    5.2.2 有限元分析结果  55-59
  5.3 小结  59-60
第六章总结与展望  60-62
  6.1 全文总结  60
  6.2 进一步展望  60-62
参考文献  62-66
致谢  66-67
在学期间的研究成果及发表的学术论文  67

2.5D机织复合材料多尺度性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文