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1、三维编织复合材料理论研究进展【摘要】有关三维编织复合材料的理论分析研究归纳为:基于细观结构几何模型的物理性能研究和力学性能研究两部分.纤维体积分数是物理性能研究的最主要参数,力学分析以复合材料的弹性性能为主.合理的几何模型决定了力学性能分析与试验结果的一致性.建立在代表性体积单元尺度的几何模型应用最为广泛,得到了力学性能的试验验证.三维编织复合材料的力学性能的数值仿真主要以有限元方法为主,然而仅仅依赖于对其弹性性能的研究结果还远远不能满足三维编织复合材料作为关键结构部件的使用要求,建立完善的断裂准则是编织复合材料大量使用的理论依据.特殊形状的一次性编织复合材料的力
2、学性能研究有待进一步深入.【关键词】三维编织复合材料;几何模型;性能研究ProgressingintheResearchon3DBraidedComposites【Abstract】Theresearchon3Dbraidedcompositescanbeclassifiedwiththeresearchofphysicalperformancesbasedonmesoscopicgeometricalmodelandmechanicalproperties.Thefibrevolumefracti.onistheprimaryphysicalperformanc
3、eparameter,whilethemechanicalresearchfocusesonthecompositeelasticproperties.Therationalgeometricalmodeldeterminesthecompatibilityoftheresearchonmechanicalpropertiesandtheresultofexperiment.Thegeometricalmodelbuiltinthescaleofrepresentativevolumeunitiswildlyappliedandisjustifiedbymecha
4、nicalexperiment.Thoughthefiniteelementanalysisisaprimarymethodforthenumericalsimulationresearch,theonlyelasticpropertiesresearchon3Dbraidedcompositesisnotenoughwhenitisusedinthekeycomponents,buildingtheperfectfracturecriterionistheoreticalbasisforitswidespreadavailability.Thecomplexfo
5、rmcomponentmustbefurtherstudiedonthemechanicalpropertiesof3Dbraidedcomposites.【Keywords】3Dbraidedcomposites;gemotricmodel;researchofproperties前言单向纤维增强和层合复合材料已成功应用于航天器,海上交通工具,高性能汽车和民用基础设施等领域.尽管其发展历史悠久,然而由于其不可解决的力学性能问题使其在作为主承力构件方面的应用受到限制,综合性能的提高已非常有限.日益发展的工业需要催生了编织复合材料的诞生和发展,逐步成为传统的铝合金和
6、钢质关键结构部件的优质代用材料….上世纪80年代,三维编织技术的出现带来了复合材料技术的一场革命.j.三维编织复合材料不需缝合和机械加工,具有良好的综合性能指标,如高的比强度,比模量,高的损伤容限和断裂韧性,耐冲击,不分层,抗开裂和疲劳,制件可一次成型复杂的零部件,并可与第三相复合形成力学性能优良的制品….三维编织复合材料由于其上述一系列优点,被称作第三代纤维增强复合材料,不仅受到工程界的普遍关注,成为航空,航天领域的重要结构材料,而且已在生物医疗等方面也得到了应用】.与层合复合材料相比,三维编织复合材料在改进层间强度,损伤容限和热应力失配等方面具有巨大的潜力.另
7、外,由于三维编织复合材料的细观可设计性,使得宏观力学性能优化成为可能.人们在材料细观结构与宏观性能方面进行了长期的探索,力图依照纤维增强复合材料细观力学的原理来设计和收稿日期:2005.09.20;修订日期:2005.11.29?632?材料科学与工程2006年8月优化复合材料,推动新型复合材料的研制和发展.对于编织复合材料来说,准确的细观几何结构描述与力学性能预测是实现编织复合材料结构性能优化的重要保证.2三维编织复合材料细观结构和几何模型的研究进展三维编织是用于制作复合材料增强体的一种编织工艺过程,该工艺产生于20世纪60年代后期…,最早用于C.C复合材料的增
8、强体.这种
