杨连贺
,
李姜
,
陈利
复合材料学报
利用经纱脉络描述法解决了任意三维机织复合材料的结构表征问题;提出了单胞分解法与亚胞向量概念,实现了三维结构的二维化、数字化,根据数字表征结果和经典截面假设构造了初始断裂模型;使用一种迭代算法对初始断裂模型进行优化,使纱线束逐步逼近真实形态,进而实现三维实体造型,在此基础上进行网格剖分.研究结果表明,迭代算法能够使纱线形态趋于自然,使造型结果接近实际.数值分析结果表明,迭代算法中的经纬纱退让系数介于0.6～0.7之间时,迭代收敛速度最快.
关键词:
三维机织复合材料
,
结构表征
,
经纱脉络
,
亚胞
,
实体造型
,
可视化
,
三维重建
冯古雨
,
曹海建
,
钱坤
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.06.005
借助Pro/Engineer绘图软件,建立三维浅交弯联机织复合材料及弯曲压头的结构模型,进行弯曲性能研究.借助ANSYS Workbench有限元软件,探究复合材料在5mm弯曲位移载荷作用下纤维、树脂和复合材料的应力、应变分布,并对复合材料的破坏模式进行预测.结果表明:三维浅交弯联机织复合材料在弯曲载荷的作用下,试样与上、下压头接触处最容易发生弯曲破坏;三维浅交弯联机织复合材料在承载弯曲载荷时,增强体纤维起到主要承载作用,树脂基体起次要承载作用;在5 mm的弯曲载荷作用下,复合材料的破坏模式主要是树脂的破碎.
关键词:
有限元分析
,
三维机织复合材料
,
浅交弯联
,
弯曲载荷
郭旭
,
李旺
,
邱夷平
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.06.015
研究三维机织芳纶/环氧复合材料在高应变率下的压缩力学性能.运用分离式霍普金森杆(SHPB)测试不同应变率在复合材料厚度方向的压缩性能,同时对材料在准静态情况的力学性能进行测试,与高应变率下的力学性能比较表明,三维机织芳纶/环氧机织复合材料是应变率敏感材料,随着应变率的增加,压缩刚度和最大应力增加,而相应最大应力的应变则减小.
关键词:
三维机织复合材料
,
高应变率
,
压缩
,
分离式霍普金森杆
杨彩云
,
李嘉禄
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.06.031
如何确定预制件的结构参数与复合材料厚度之间的数量关系是设计人员面临的一个难题.对三维机织复合材料横截面图像细观结构进行观察分析.结果表明,决定三维机织复合材料厚度的部位在沿纬纱的中心线横截面处;经纱的横截面呈长方形;纬纱的纵向轨迹呈直线形.基于细观结构导出了用预制件结构设计参数表示的复合材料厚度计算公式,用算例验证了公式的正确性.验证结果表明,复合材料厚度计算公式正确,具有实用性.
关键词:
三维机织复合材料
,
细观结构
,
厚度计算公式
,
预制件结构设计参数
,
数字图像
,
复合材料横截面
杨彩云
,
李嘉禄
,
田玲玲
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.04.022
在预测三维机织复合材料力学性能时,将纱线特别是纬纱横截面假设成何种形状一直众说纷纭.本文中假设纬纱截面形状分别为圆形、跑道形、凸透镜形、矩形,经纱横截面形状为矩形,采用刚度平均法和等应变力学模型计算了4种角联锁结构复合材料的弹性模量,经与复合材料的数字图像对比分析和实验验证表明,圆形纬纱截面形状假设与数字图像相差较大,与其它截面形状假设的弹性模量预测结果相差也较大,跑道形、凸透镜形、矩形等纬纱截面形状假设彼此间弹性模量预测结果的差异很小,与实验数据也具有较好的一致性.
关键词:
纱束
,
几何形态
,
截面形状
,
三维机织复合材料
周储伟
,
张音旋
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.05.023
建立了一种三维机织复合材料多尺度的黏弹性分析模型.首先构造了微观尺度纱线束胞元和细观尺度复合材料周期结构胞元两级有限元模型,由微观尺度胞元分析得到纱线束的弹性常数,再代入细观尺度胞元计算出复合材料的平均弹性常数.两级胞元模型均施加周期边界条件,保证了胞元边界上位移和应力满足周期性和连续性.随后分别建立了树脂基体和浸润树脂纱线束的蠕变模型,用实验标定树脂的蠕变参数,代入微观尺度胞元进行蠕变计算来修正纱线束蠕变模型的参数.最后将树脂和纱线束的蠕变本构关系应用于细观尺度胞元,得到材料宏观平均的应力-应变响应,模拟了三维机织复合材料的蠕变实验曲线.本文模型对于该种复合材料弹性常数和蠕变性能的预测,均与实验吻合.
关键词:
三维机织复合材料
,
多尺度分析
,
周期胞元
,
黏弹性
杨连贺
,
陈利
,
王善利
复合材料学报
采用改进的经纱脉络法表征三维机织复合材料结构，并将单胞分解为亚胞晶阵，提出屈曲形态码概念，并利用编码中蕴含的信息以分段样条曲线拟合纱线中心线；采用经纬纱互相规仿的方法，以分段样条曲线拟合纱线截面轮廓线，进而以解析法建立了预制件的几何模型；将所建模型与电镜照片进行对比，获得了较好的一致性。研究结果表明：可用分段样条曲线描述预制件中纱线的形态；精度相同时，互规法建模效率远高于迭代法。
关键词:
三维机织复合材料
,
亚胞
,
样条曲线
,
互规
,
纱态
,
形态码
卢雪峰
,
冯古雨
,
曹海建
,
王新月
,
钱坤
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2016.06.025
本文通过绘图软件PRO/E5.O构建了用于拉伸性能研究的三层浅交弯联机织复合材料的数字化结构模型.借助大型有限元分析软件ANSYS Workbench对复合材料在1mm的拉伸变形下复合材料、纤维增强体及树脂基体的拉伸应力、应变分布情况进行模拟、计算,并对1mm拉伸位移下复合材料的破坏行为和破坏机理进行分析.结果表明:复合材料承受拉伸载荷时,纤维增强体起主要承载作用,树脂基体起次要承载作用;平行于拉伸方向的纬纱比垂直于拉伸方向的经纱承受更大的载荷作用;1mm拉伸位移下,复合材料破坏行为主要为纤维拉伸变形、纤维与树脂间脱粘及树脂的破碎.
关键词:
有限元分析
,
三维机织复合材料
,
浅交弯联
,
拉伸载荷
,
破坏模式
冯古雨
,
曹海建
,
王新月
,
钱坤
,
孙洁
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.03.004
借助绘图软件PRO/E构建出用于研究冲击性能的三层三维浅交弯联机织复合材料及冲头的结构模型,并利用有限元软件ANSYS对其力学性能进行模拟分析.分别表征复合材料中纤维、树脂基体的应力应变分布情况,并预测复合材料的冲击破坏形式.结果表明,在准静态冲击载荷的作用下,复合材料在冲头冲击的位置形成贯穿性损伤;纤维表现出较大的冲击应力,树脂基体表现出较大的冲击应变;冲击破坏模式主要为复合材料的变形引起的贯穿性破坏,包括纤维的断裂、树脂的破碎及纤维与树脂间的脱粘.
关键词:
有限元分析
,
三维机织复合材料
,
浅交弯联
,
准静态冲击
冯古雨
,
曹海建
,
王新月
,
卢雪峰
,
钱坤
宇航材料工艺
doi:10.12044/j.issn.1007-2330.2017.02.004
使用三维绘图软件Pro/E5.0构建出一种三层角联锁机织复合材料的细观结构模型,借助有限元软件ANSYS对复合材料在剪切力作用下纤维与树脂的应力、应变分布进行数值模拟,并借此分析该复合材料在剪切作用下的力学行为,并预测复合材料破坏模式.结果表明:复合材料在剪切力作用下发生沿剪切力方向程度较均匀的剪切变形;纤维相对于树脂承受更多剪切力作用,产生更大应力,但发生相对较小的应变;纤维中轴向与剪切力方向平行的经纱相对轴向垂直于剪切力的纬纱表现出更大的应力和应变.
关键词:
有限元分析
,
角联锁
,
三维机织复合材料
,
剪切性能
