马文锁
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朱建勋
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蒋云
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杨朝坤
材料科学与工程学报
三维编织复合材料的几何结构和性能研究主要集中在四步法、二步法三维编织,包括以这两种编织方法为基础在不同方向增加增强纱的多向编织方法.本文论述用点群、点阵和空间群推导三维编织几何结构的方法.用编织点群、平移群和点式空间群的矩阵表示对代表性纱线段进行变换,可以推得三维空间纱线交叉几何结构.研究结果表明,用该方法不仅可以验证原有三维编织几何结构的对称性,而且还可以推导出新的三维编织几何结构,为新三维编织方法的开发研究提供了理论支持.
关键词:
三维编织几何结构
,
矩阵表示
,
理论推导
马文锁
,
冯伟
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.05.026
针对工程实际中的管状和空间三维编织复合材料构件中力学性能存在梯度的情况,提出一种性能可以变化的六面体微单元几何模型来描述三维编织复合材料及其构件的几何特性.这种微单元的结构根据三维编织立体几何结构的不同而不同.找出微单元几何形状的变化规律和编织纱线在单元中的位置及体积百分数的变化趋势,为确定这些因素与微单元局部力学性能的关系提供了一种切实可行的分析模型.以轴线为直线的管状三维编织复合材料为例,建立了可变微单元几何模型,详细分析了各个参数之间的变化关系.这里等轴向编织花节矩形断面复合材料分析成为可变微单元分析方法的一种特殊情况,同时这种模型还可用于描述空间复杂形状多维编织复合材料的几何特性描述,有助于这类材料及构件的力学分析.
关键词:
三维编织复合材料
,
可变微单元
,
几何分析模型
马文锁
,
赵允岭
,
冯伟
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2006.04.041
有关三维编织复合材料的理论分析研究归纳为:基于细观结构几何模型的物理性能研究和力学性能研究两部分.纤维体积分数是物理性能研究的最主要参数,力学分析以复合材料的弹性性能为主.合理的几何模型决定了力学性能分析与试验结果的一致性.建立在代表性体积单元尺度的几何模型应用最为广泛,得到了力学性能的试验验证.三维编织复合材料的力学性能的数值仿真主要以有限元方法为主,然而仅仅依赖于对其弹性性能的研究结果还远远不能满足三维编织复合材料作为关键结构部件的使用要求,建立完善的断裂准则是编织复合材料大量使用的理论依据.特殊形状的一次性编织复合材料的力学性能研究有待进一步深入.
关键词:
三维编织复合材料
,
几何模型
,
性能研究
