三维正交机织复合材料结构与力学性能研究

《三维正交机织复合材料结构与力学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、武汉理工大学硕士学位论文摘要自20世纪印年代以来，先进复合材料特别是先进树脂基复合材料以其独有的特性在全世界范围内获得迅速发展，已成为现代航空航天重要的材料之一。由于采用引入z向纤维的整体机织技术，三维机织复合材料克服了传统层合复合材料的缺点，提高了复合材料的整体性和各个方向强度的均匀性，在航空航天等领域有着广阔的应用前景。本文总结了三维正交机织复合材料织造技术、成型工艺以及力学性能研究方法，并在对三维正交机织物与树脂基体的复合成型工艺、不同结构参数三维正交机织复合材料各种性能，包括低速冲击后的性能进行实验研究的基础上建立了三维正交机织物的细观结构几何分析模型，结合刚度平均法对三维正

2、交机织复合材料的线弹性力学性能进行了分析，并讨论了结构参数对三维正交机织复合材料纤维体积含量的影响。以落锤式漆膜冲击机对三维『F交机织复合材料进行低速冲击实验研究，包括冲击损伤面积、剩余强度以及冲击前后沿0。、30。、45。、600、900方向的拉伸性能等。结果表明：损伤面积随着冲击能量的增加而增大，且与冲击能量大体上呈线性关系；冲击后的拉伸强度随着冲击能量的增加逐渐减小，当冲击能量达到一定值后，冲击能量的增加对剩余强度几乎不产生影响。基于对复合材料断面显微照片的观察，提出了关于各向纱线形态的基本假设，结合织物的结构参数，建立了三维正交机织物细观几何结构分析模型，并在此基础上，运用刚

3、度平均法分析了三维正交机织复合材料的线弹性力学性能。将由此模型推导出的织物的厚度、复合材料各向纤维体积含量以及经纬向弹性模量与实验测试值进行比较，证明了理论模型的正确性，可以用于三维正交机织复合材料各向纤维体积含量的预测。通过对本文建立的细观结构几何模型进行分析，得出了三维正交机织物结构参数对三维正交机织复合材料各向纱线纤维体积含量的影响规律。关键词：三维正交机织冲击后拉伸细观结构模型纤维体积含量武汉理工大学硕士学位论文AbstractSince1960s．theadvancedcomposite．especiallytheadvancedresinmatrixcomposites，

4、hasbeengreatlydevelopedintheworldforitsuniquecharacteristic,andithasbeenoneofthemostimportantmaterialsofmodemaerospaceindustry．BecanseofthewholewovenofintroducingZ．direction．three．dimensionalwovencompositematerialsovercomethedefectsofthetraditionaIlaminatecompositeandimprovethewholeperformancei

5、neachdirection，andwillwidelyapplyinmanyindustries，suchasaerospaceindustryetc．Inthispaper,thewoventechnique，moldingtechnicsofthree-dimensionalwovencompositeandmechanics—performancestudymethodalesummarized．Basedonexperiencestudyoncompositemoldingtechnicsandperformancetestingof3Dorthogonalwovencom

6、positewithdifferentstructureparameters，includingperfor-manceafterimpact，auniteellstructuralgeometricalanalysismodelofthreedimensionalwovenperformisestablished，analyzethelinear-elasticitymechanicalperformanceusingaveragingstiffnessapproachanddiscusstheeffectprincipleof3Dorthogonalwovenstructural

7、parameterstoiIscomposites’fibervolumefraction．ExperimentalstudyOilperformanceafterimpacttothethree．dimensionalorthogonalwovencompositeusingdrophammerlacquerfilmimpactmachine，includingimpactdanmificationarea，residualstressandtheten