三维编织复合材料的制备及面内拉伸和剪切性能研究

发布时间：2021-12-19 10:59

　　本文使用膜渗透工艺制备了三维编织复合材料,并用试验手段和数值模拟手段研究了这种材料的面内拉伸和面内剪切的静态性能,得到了面内拉伸和面内剪切的模量和强度。试验得到的强度和模量数据在合理的范围内并且分散性较小,说明本文使用的膜渗透工艺制造的三维编织材料质量稳定。基于micro-CT（Micro Computed Tomography,微计算机断层扫描技术）图像建立了三维编织材料的理想化几何模型,进而对该材料的面内拉伸和面内剪切性能进行了数值模拟。第二章设计了膜渗透工艺的生产装置并优化了加热速率、真空压力等工艺参数,生产了三块三维编织复合材料板。与复合材料成型常用的RTM（Resin Transfer Molding,树脂传递模塑成型）工艺相比,该工艺有成本低、生产装置简单等特点。但是生产的三维编织复合材料板还有气泡和贫胶等肉眼可见的缺陷,说明现有的工艺流程和装置还需要做进一步改进。第三章对上一章中膜渗透工艺生产的三维编织复合材料的面内拉伸和剪切静态性能进行了试验研究。使用DIC（Digital Image Correlation,数字图像相关）技术获取试件的全场应变。由于三维编织复合材料内... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

剪切试件的失效模式

模型时的设置周期性边界条件是将相对的面上的点的自由度耦合起来，对单胞施加周期性边界条件能确保单胞的周期性排布。三个并列的单胞如图4-3所示。图4-3三个并列的单胞[25]给出周期性边界条件如下。uA uB= l 0x(4-15)vA vB= 0 (4-16)- 40 -

UMAT中给出了各个方向的损伤。图4-8为拉伸试件轴向的损伤前后对比。可以看到直的纬纱首先失效，导致拉伸试件的失效。图4-8拉伸试件1方向的损伤前后对比图4-9为拉伸试件2方向的损伤前后对比。可以发现纬纱被拉断，这符合试验观察到的损伤规律。图4-10为基体损伤前后对比，可以发现基体也出现了损伤，这和试验结果一- 43 -


本文编号：3544295