张涛涛
,
周洪
,
史文华
,
燕瑛
复合材料学报
针对植入Z-pin后的碳纤维增强平纹机织复合材料的微观结构,建立了含Z-pin机织复合材料单层板和层合板的单胞模型.预测了Z-pin直径、分布间隔对单层板的面内纵向拉伸力学性能的影响,发现含有Z-pin的机织复合材料单胞在受面内拉伸时,会在Z-pin附近出现应力集中,单胞首先会在应力集中区域发生失效而导致强度降低.通过三维单胞模型模拟了Z-pin在层合板中拉出脱离的过程,得出了不同Z-pin直径、不同分离层厚度下的拉拔力-位移曲线.建立了用非线性弹簧模拟Z-pin的双悬臂梁(DCB)模型,结合虚拟裂纹闭合技术(VCCT),模拟了含有Z-pin复合材料层合板的Ⅰ型裂纹扩展,结果表明:Z-pin直径越大,分布越密,层合板的等效Ⅰ型应变能释放率GⅠC越大,且直径越大,GⅠC随裂纹扩展的波动幅度越大,分布越密,GⅠC波动的波长越小.
关键词:
Z-pins
,
机织复合材料
,
单胞模型
,
面内力学性能
,
非线性弹簧元
,
双悬臂梁
,
Ⅰ型层间韧性
杨连贺
,
邱冠雄
,
黄故
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2000.02.018
提出纱态概念,解决了任意结构三维机织预制件的结构表征问题,提出了交叉等效曲面板模型,借助三次多项式插值原理,建立了反映三维机织复合材料本构关系的计算机模拟模型,并以试验进行了验证.
关键词:
纱态
,
交叉等效曲面板模型
,
机织复合材料
,
模量
,
三次多项式插值
燕瑛
,
楼畅
,
成传贤
,
章怡宁
,
杨旭
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2001.02.025
建立了预测机织复合材料弹性性能和强度的方法并进行了相应的实验研究,系统地研究了织物几何和结构参数对机织复合材料性能的影响,提出了优化机织复合材料弹性性能细观结构参数的选择,完成了具有友好界面的机织复合材料弹性性能分析软件,实验研究了冲击后的拉伸与压缩性能及疲劳剩余强度和寿命,建立了基于有限元分析和失效准则预测冲击能门槛值的方法,给出了预估疲劳寿命的公式,且实验验证了分析方法的正确性.为复合材料技术能更快地转移到飞机结构设计与制造中去提供了一套较完整的基础性数据和理论分析方法及工具.
关键词:
机织复合材料
,
细观结构
,
性能评定
,
分析软件
,
实验验证
李明
,
陈秀华
,
汪海
复合材料学报
为了预测二维平纹机织复合材料的弹性性能，提出了基于有限元重合网格法的域分解方法。域分解方法与传统代表体元法的有限元建模不同，前者不再建立精细的纤维与基体模型，而是分别建立二维平纹机织复合材料单胞的整体域与纤维域，整体域是真实基体体积与纤维体积的叠加，两区域网格独立剖分，互不影响。采用MSC．Nastran中的多节点约束在纤维节点与基体节点之间建立位移协调来模拟纤维和基体单元的位移函数关系，实现了纤维域和基体域的耦合计算。研究表明，域分解方法大大简化了机织复合材料细观力学建模的复杂性，降低了建模时间，采用域分解方法预测的二维平纹机织复合材料弹性常数与试验值吻合较好，充分说明了该预测模型与方法的正确性。研究了不同纤维体积分数下，域分解方法预测二维平纹机织复合材料的弹性常数的变化趋势，结果表明，随纤维体积分数增加，模量呈上升趋势，泊松比呈降低趋势。
关键词:
机织复合材料
,
网格重合法
,
域分解
,
弹性性能
,
多节点约束
朱永新
,
崔海涛
,
温卫东
复合材料学报
采用沿经向切片积分的方法计算2.5维机织复合材料的宏观经向拉伸弹性模量,与试验结果和传统的体积平均合成方法进行了对比,分析表明,本文中的方法能够有效提高传统体积平均法的预测精度.利用文中的方法分析了2.5维机织复合材料沿在机织循环过程中的经向拉伸弹性模量分布情况,并且对相关机织结构的2.5维机织复合材料进行了试验研究.研究发现,经纱弯曲程度较小的直联结构和添加平直经纱的衬经结构能够有效提高2.5维机织复合材料的经向拉伸弹性模量,并且能够改善经向拉伸应力-应变曲线的非线性.
关键词:
2.5维
,
机织复合材料
,
经向
,
弹性力学性能
,
切片
陈继刚
,
薛亚红
,
闫世程
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151106.003
为了预测二维机织复合材料的弹性性能，建立了有限元力学分析模型。基于二维机织复合材料的几何特征，建立了参数化的单胞模型；考虑了织物纤维束呈现出的各向异性材料特征，将有限元中材料主方向转化到纤维屈曲方向，建立其力学分析有限元模型；分析了单胞边界面保持平面假设的不足，提出了对于二维机织复合材料通用的周期边界条件，获得了更为准确的二维机织复合材料的工程弹性常数。结果表明：织物衬垫单胞边界面，在单向拉伸载荷和纯剪切载荷下，呈凹凸翘曲变形，即为周期边界；应用给出的织物参数化几何建模方法与有限元求解方法，可以精确地获得工程弹性常数，数值计算结果与实验值吻合较好。
关键词:
机织复合材料
,
周期边界条件
,
单胞
,
有限元模型
,
弹性常数
