三维角联锁织物变形成型性能研究

发布时间：2018-06-07 04:15

  本文选题：三维角联锁织物 + 弯曲性能　； 参考：《天津工业大学》2017年博士论文

【摘要】：三维角联锁织物是目前最常见的复合材料预成型体之一。三维角联锁织物不仅具有较佳的可设计性,而且还可以近净形制备形状复杂的异形构件。通过织物中局部纱线的压缩、弯曲以及剪切等变形,实现复杂构件的净尺寸成型,为复杂异形复合材料构件实现结构一体化设计提供了可能,大幅度减少零配件数量,同时保证了结构件的整体性。三维角联锁织物还可以有效地减少复合材料制备过程中织物铺层的工作量,缩短加工周期,降低制备成本。因此,本课题的研究具有重要的实用价值。本文从三维角联锁织物的弯曲变形以及半球成型试验入手,讨论了织物关键结构参数对织物弯曲性能的影响,分析了各参数对织物弯曲变形性能的影响程度,对比了织物参数改变对织物弯曲变形性能的改变,在此基础上建立了评价织物弯曲性能的参数和指标,为三维角联锁织物细观变形机理以及本构理论的研究提供理论基础。在弯曲变形试验分析的基础上,对织物半球成型性能进行了研究。将三维角联锁织物的半球成型分成两个类型,研究了完全成型以及不完成成型织物的状态,分析了织物结构参数对织物成型性能的影响。结合三维角联锁织物的剪切变形和弯曲变形,对织物是否可以完全成型制定了判断标准,而且通过试验验证了判断标准的有效性,与试验结果吻合较好。通过对三维角联锁织物变形成型性能研究,制定了三维织物成型性能的评价方法和评价标准,为异形结构复合材料的设计提供依据。基于织物连续介质的假设,利用有限变形理论描述了三维角联锁织物的大变形行为,建立了三维角联锁织物的本构理论。在此基础上,利用商业有限元软件的二次开发模块编写了三维角联锁织物的本构子程序,对三维角联锁织物的半球成型进行了数值模拟计算,并与试验结果进行了对比分析,验证了织物本构理论与数值计算的正确性与可行性。
[Abstract]:Three-dimensional interlocking fabric is one of the most common composite preforms. Three-dimensional angle-interlocking fabric not only has good designability, but also can be used to fabricate complex shaped components in near net shape. Through the compression, bending and shear deformation of the local yarn in the fabric, the net size forming of the complex component is realized, which provides the possibility for the structural integration design of the complex special-shaped composite component, and greatly reduces the number of spare parts. At the same time, the integrity of the structure is ensured. Three-dimensional angle-interlocking fabric can also effectively reduce the workload of fabric layering, shorten the processing period and reduce the preparation cost during the preparation of composite materials. Therefore, the research of this subject has important practical value. Based on the bending deformation and hemispherical forming test of three dimensional angle-interlocking fabric, this paper discusses the influence of the key structure parameters on the bending properties of the fabric, and analyzes the influence degree of each parameter on the bending deformation property of the fabric. Based on the comparison of the changes of fabric parameters to the bending properties of fabrics, the parameters and indexes for evaluating the bending properties of fabrics are established, which provide a theoretical basis for the study of the meso-deformation mechanism and constitutive theory of three-dimensional angle-interlocking fabrics. Based on the analysis of bending deformation test, the hemispherical formability of fabric was studied. The hemispherical forming of three dimensional angle-interlocking fabric was divided into two types. The state of complete and incomplete forming of fabric was studied, and the influence of fabric structure parameters on fabric formability was analyzed. According to the shear deformation and bending deformation of three dimensional angle-interlocking fabric, the criterion of whether the fabric can be fully formed has been established, and the validity of the criterion has been verified by the experiment, which is in good agreement with the experimental results. Based on the study of the deformation and forming properties of three-dimensional angle-interlocking fabric, the evaluation method and evaluation standard of three-dimensional fabric forming property are established, which provides the basis for the design of special-shaped composite material. Based on the hypothesis of fabric continuum, the large deformation behavior of three-dimensional angle-interlocking fabric is described by finite deformation theory, and the constitutive theory of three-dimensional angle-interlocking fabric is established. On this basis, the constitutive subprogram of three-dimensional angle-interlocking fabric is compiled by using the secondary development module of commercial finite element software, and the numerical simulation of the hemispherical forming of three-dimensional angle-interlocking fabric is carried out, and the results are compared with the experimental results. The correctness and feasibility of fabric constitutive theory and numerical calculation are verified.
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TS106

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王兰江;吊酒罐常压工艺和联锁方法[J];劳动保护;1978年03期

2 陈子华;;12通道第一报警联锁记忆显示器[J];化工自动化及仪表;1986年03期

3 董伟成;;提高仪表联锁可靠性的探讨[J];炼油化工自动化;1991年06期

4 ;柯施泰工业安全设备(上海)有限公司工厂在上海成立——安全联锁生产和销售功能业已全面启动[J];金属世界;2010年02期

5 谢钟元;张玉生;;高压分离器液位联锁的改进[J];化工自动化及仪表;1989年04期

6 董伟成;;提高联锁及控制系统可靠性的探讨[J];炼油化工自动化;1991年01期

7 钟霖田;;兼具预联锁的智能型水碳比值控制系统的实施[J];炼油化工自动化;1991年04期

8 D. S. Brookstein ,张程;多层联锁编织——一种生产纺织增强制品的新方法[J];产业用纺织品;1993年02期

9 许宏阳;;4M压缩机联锁电缆接地故障分析[J];化工自动化及仪表;1993年06期

10 谷修文,徐宝华,包世红;金陵化肥厂PLC与DCS系统之间的通讯[J];大氮肥;1999年01期

相关会议论文 前5条

1 高志亮;张亚军;文学锋;高扬;;安全联锁监控系统在生产中的应用及安全运行保障措施[A];第三届铁路安全风险管理及技术装备研讨会论文集（中册）[C];2012年

2 刘庆;类承X;樊加乐;樊雷;杨宝仁;;无线联锁在宣钢原料场的应用[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年

3 樊建华;薛宏民;;五蒸发系统中电机控制及联锁设计[A];第十一届全国自动化应用技术学术交流会论文集[C];2006年

4 石岩;李艳霞;郑俊英;;DX-200发射机模块／电缆联锁故障理论及实例分析[A];2006全国广播电视发射技术论文集（1）[C];2006年

5 杨列焕;巩伟峰;陈新;;转化工段压差联锁方案的优化[A];苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十五届焦化学术年会论文集（上册）[C];2010年

相关重要报纸文章 前5条

1 俞慧忠 舒玉斌;“五防”保安全[N];中国电力报;2004年

2 杨斌;再谈混凝土联锁砌块[N];中国建材报;2001年

3 通讯员 浩然;永荣矿业研制成功 井下联锁信号填补业内空白[N];经理日报;2008年

4 吴建华;安全管理成功路[N];中国有色金属报;2005年

5 吴建华;真情关爱保安全[N];中国矿业报;2005年

相关博士学位论文 前2条

1 马明;三维角联锁织物变形成型性能研究[D];天津工业大学;2017年

2 金利民;三维角联锁机织复合材料三点弯曲疲劳性能与结构效应[D];东华大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈慧琳;驼峰场联锁功能仿真[D];西南交通大学;2015年

2 潘青龙;驼峰场联锁上位机功能仿真软件[D];西南交通大学;2015年

3 王亚;二甲基亚砜装置安全系统设计与实现[D];电子科技大学;2014年

4 王林浩;基于Modbus/TCP的低压配电区域联锁与闭锁系统的研究[D];温州大学;2015年

5 单晶晶;角联锁织物复合材料声学性能探讨[D];中原工学院;2016年

6 王明玲;高温老化对三维角联锁机织复合材料低速冲击性能影响[D];东华大学;2017年

7 黄虹苇;车地协同联锁模式下的分布式联锁计算机系统研究[D];北京交通大学;2016年

8 许鹤;角联锁织物结构的设计及其复合材料力学性能探讨[D];中原工学院;2015年

9 聂建斌;角联锁织物的开发及性能研究[D];苏州大学;2007年

10 叶敬贤;轨道交通联锁实验系统的研究[D];北京交通大学;2009年

，

本文编号：1989725