机织复合材料细观结构与损伤研究

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三维机织复合材料是20世纪80年代为满足航空航天领域对高性能复合材料的需求而研发的先进的结构材料,三维机织复合材料能有效的克服传统的经典层合板复合材料难以克服的弱点。三维机织复合材料的刚度、强度、冲击韧性、损伤容限和抗疲劳性都比较优异,结构可设计性多样,能够实现形状特异的工件的净尺寸整体成型,因此在诸多领域应用广泛,尤其是在航空航天、船舶领域备受亲睐。  本文对三维机织复合材料进行研究,以凸台三维机织回转体复合材料为例,提出了单元体的划分方法,并建立了单元体的细观几何模型和有限元模型。根据其几何结构和材料性能预测其力学性能,对其进行有限元模拟并对数据进行分析,主要内容包括以下几个部分:  1、本文构建了凸台结构模型,选取纤维毛坯的单元体,即取出材料的一部分并对其进行构建几何模型,分析其力学性能。  2、应用有限元软件对三维凸台复合材料的最小单元体进行仿真。  3、在对单元体施加相应的载荷时参数的选取,选取合适的参数以保证模拟的正确性,为后续研究提供依据。  4、分析材料的破坏全过程,对材料的破坏形式进行模拟,研究其破坏过程中的应力应变变化。
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