亚麻织物复合材料冲击损伤数值模拟研究

来源 :武汉纺织大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:ivyqbw
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
天然亚麻纤维复合材料与玻璃纤维等无机纤维相比,具有比力学性能高、密度低、成本低、可持续性强、可生物降解等特性,可以作为绿色复合材料的理想增强材料。随着其在机械结构件以及抗冲击件的应用已成为研究热点。本课题选取亚麻纤维增强聚丙烯复合材料为研究对象,通过理论分析、数值模拟以及试验研究,对其力学性能以及抗冲击性能进行研究与预测,具体研究内容包括以下几个方面:(1)基于渐进损伤理论和均匀化方法构建亚麻纤维织物复合材料多尺度有限元数值仿真模型,研究亚麻纤维织物复合材料损伤本构关系和损伤准则。重点研究亚麻纱线捻度对复合材料力学性能的影响规律,并结合实验验证多尺度仿真模型的可靠性,最终为亚麻纤维织物复合材料低速冲击损伤失效数值模拟提供材料参数支持。(2)通过试验与有限元仿真两种方法研究亚麻织物增强复合材料低速冲击损伤行为。应用落锤冲击试验研究冲击能量对亚麻纤维织物复合材料层合板损伤形态影响;最后,在ABAQUS中模拟亚麻纤维织物复合材料低速冲击损伤行为,建立了一种有效预测低速冲击载荷下亚麻纤维织物增强复合材料复杂损伤演化的有限元仿真模型。(3)以亚麻纤维平纹织物增强聚丙烯复合材料为研究对象,因其不同捻回角下的不同工程弹性常数,导致复合材料损伤失效形式不尽相同,在ABAQUS中模拟不同捻度亚麻纤维织物复合材料在不同冲击能量下的低速冲击损伤行为,通过仿真结果分析纱线捻度对亚麻纤维织物复合材料抗冲击性能的影响。本课题通过研究建立了一种有效预测低速冲击载荷下亚麻纤维织物复合材料复杂损伤演化的有限元仿真模型,揭示了亚麻织物不同捻度下对亚麻纤维增强聚丙烯复合材料抗冲击性能的影响规律。研究结果为绿色、低成本、抗冲击的亚麻纤维纺织复合材料开发与应用奠定理论基础,促进该复合材料在汽车、航空航天、轨道交通等行业的应用。
其他文献
海洋环境下建筑物长期遭受有害离子侵蚀,造成钢筋混凝土的破坏,严重降低海洋环境下建筑物的耐久性。矿渣作为矿物掺合料被广泛应用在建筑物中,能够大幅提高建筑结构的耐久性。本文通过在普通硅酸盐水泥-铝酸钙水泥-石膏(OPC-CAC-C(?))三元修补砂浆中加入矿渣来提高修补材料的耐久性,研究矿渣改性三元修补砂浆耐海水侵蚀性能。在这项研究中,通过对三元修补砂浆抗压强度、质量变化、氯离子含量、水化产物物相和形
学位
传统针织圆纬机的编织效率主要由织针组件驱动方式所决定,其机械式驱动方式在工作中必然带来摩擦磨损、刚性冲击、工作噪音等问题。本课题组一直致力于织针组件以电代机的研究,为进一步提升传统针织圆纬机织针驱动组件的工作效率,避免织针部件工作中产生机械摩擦所带来的能量损耗和冲击噪音等。本文提出一种管式直驱电织针原理方案,具有控制精准、响应迅速、结构简单、维护方便的优点,同时具备位移行程不受限制、增加线圈组数便
学位
喷气织机由于高效率、幅度宽及品种适应性强等优点,是最具发展前景的无梭织机,其引纬系统由主喷嘴、多组辅助喷嘴加异形筘组成,使用多个喷嘴接力引纬会消耗大量的空气,并且纬纱受到多个喷嘴射流摩擦力作用产生形变而断裂。主、辅喷嘴射流合成气流特性直接影响引纬速度、织机能耗及可靠性。因此,本课题以喷气引纬系统为对象,旨在采用理论分析、数值模拟及实验方法,研究引纬合成流场的特性及气流-纬纱两相耦合动力学行为,揭示
学位
传统村落承载着中国传统农耕文明的精粹,其公共空间是村落公共活动、文化特征和群体记忆的物质载体,然而由于城镇化发展过程中对乡村的不断压缩,人口外流、建设不足等问题都使得传统村落及其公共空间呈现出空心化、边缘化、衰败化的问题。在此背景下,对传统村落及其公共空间进行保护利用、优化更新等研究,具有较强的现实意义。西阎镇坐落于文化悠久的晋南地区东部山区,传统村落数量多且整体保存较好,具有独特的地域文化特征,
学位
随着汽车行业的不断发展,车身整体与其零件的涂装工艺也得到了快速的发展,为了保证其零件良好的外观性与较长的使用寿命,需要对涂装汽车零件进行严格的质量检测,确保达到规定的质量水平线。涂装汽车零件表面的缺陷主要包括划痕、凸点、胶合、流挂等,缺陷的位置与大小均随机出现,并且检测精度要求较高,传统人工对汽车外覆涂装零件进行缺陷检测的过程中,存在着检测效率和检测准确率较低等问题。而随着机器视觉技术的不断发展,
学位
住区室外环境是住区中除建筑以外的其他部分,绿色宜居的住区室外环境不但可以为居民日常生活带来便利,还能够促进人与自然和谐相处,本文将其归纳为资源节约、保护环境、安全便利、舒适美观。2030年前实现碳达峰,2060年实现碳中和是中国第十四个五年规划中的一项重要任务,住区室外环境的绿色宜居发展是现阶段城市更新的重点任务,也是能否实现“双碳目标”的影响因素之一。然而,目前关于住区室外环境绿色宜居发展研究不
学位
驾驶室翻转机构有机械式和液压式两种,机械式翻转机构,翻转力矩小,适用于轻、中型卡车驾驶室,液压翻转机构翻转力矩大,适用于重型卡车驾驶室。一般液压翻转机构系统在设计中对其悬置状态下的工况特性考虑不足,液压翻转缸会出现一些故障,其中悬置态阻力过大会造成车辆经过颠簸路面时,液压翻转缸破坏悬架系统的吸振和减振效果,破坏驾乘的平顺性和舒适性,甚至可能由于阻力过大而损坏液压翻转缸与驾驶室连接处构件。针对液压翻
学位
中国特色社会主义进入新时代,人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾在住房领域表现得尤为突出。坚持“房住不炒的定位”,推进住房供给侧改革,促进我国房地产市场良性循环与健康发展,实现全体人民住有所居,保障人民群众的居住权益,是当前乃至今后必须要解决的重大社会经济问题。本文采用了文献研究法,系统梳理了马克思主义住房理论,明确了本文的理论基础。采用比较分析法对西方国家住房供给政策进行梳理
学位
超宽门幅高速自动织机用于织造非常规尺寸(大于等于12m)织物。超宽织物在军工、航天以及堤坝防洪等领域有着广泛的市场前景。现有织机由于引纬方式在实际应用中存在局限性,难以满足超宽门幅自动织机的引纬需求。随着脉冲电源、控制技术以及材料技术的进步,电磁发射技术在军用、工业领域的应用愈发成熟。本文将电磁发射技术应用到织机引纬机构中,提出新型电磁发射引纬方法,旨在解决超宽门幅高速自动织机的引纬难题。本文提出
学位
随着工程技术的发展,自动导引车在智能化生产、物流及仓储中的应用越来越广泛。面向织造车间的超长车体自动导引车能适应织机间巷道宽度、布辊长度和质量、运输效率等应用场景特征。然而,超长车体设计对复杂路径跟踪性能、车辆的安全性提出了更高要求与新的挑战。针对以上问题,本文提出一种基于深度强化学习的超长车体AGV局部路径优化与跟踪控制方法,为超长车体AGV高效、安全自主行驶提供保障。本文主要内容及其研究思路如
学位