三维编织复合材料t型梁弯曲疲劳性能

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1、学校代码：10255学号：2110072三维编织复合材料T型梁弯曲疲劳性能Bendingfatiguebehaviorsoffour-step3DbraidedcompositeT-beam专业：纺织材料与纺织品设计姓名：张中伟导师：孙宝忠顾伯洪答辩日期：2014年01月东华大学硕士研究生创新资助项目(EG2013004)东华大学学位论文原创性声明＼嘲艄本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风．所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果．除文中己明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表

2、或撰写过的作品及成果的内容．论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担．学位论文作者签名：厉冲诌日期：山J沙年／月B日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅．本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文．本学位论文属于保密口，在年解密后适用本版权书．不保密■．学位论文作者签名：私聿名易日期：纱7

3、眸1月B日指导教师签名：触日期0D绎7月侈日三维编织复合材料T型梁弯曲疲劳性能摘要四步法三维编织技术能够整体成型复杂结构件，其成型的结构件能够满足航空航天、汽车等领域对构件安全性的要求．T型梁结构件，在使用过程中通常需要承受弯曲载荷的不断加载作用，因此表征其三点弯曲疲劳性能具有很高实用价值．本课题主要对四步法三维编织复合材料T型梁弯曲疲劳性能进行研究，探索材料弯曲疲劳寿命，分析弯曲疲劳载荷作用下材料刚度变化过程以及原因，比较不同应力水平下材料破坏形态的差异，探讨不同应力水平对材料破坏模式的影响．本论文主要工作内容有：1．三维编织复合材

4、料T型梁预成型体四步法编织采用四步法三维编织技术可一次成型T型梁预成型体，由于材料整体成型，可以避免其他结构织物无法避免的筋高与梁面连接处在加载过程中易成为弱环的缺陷，同时增强了T型梁层间剪切强度，改善厚度方向刚度．2．VARTM制备T型梁复合材料三维编织复合材料T型梁成品要求筋高与梁面呈90度，所得复合材料厚度相对均匀，表面相对光滑，树脂对纤维的浸润度好，复合材料内部气泡少．实验中采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VARTM)进行复合材料固化成型，通过控制适合的负压制备出达到要求的三维编织复合材料T型梁．3．三维编织复合材料T型梁准

5、静态三点弯曲测试及有限元分析采用MTS810．23材料测试仪器进行三维编织复合材料T型梁准静态三点弯曲实验，得到T型梁最大弯曲刚度．使用ABAQUS商用有限元包与FORTRAN编写的用户子程序交互作用对准静态三点弯曲实验进行有限元模拟分析，结果表明T型梁在准静态三点弯曲加载过程中所受应力最大的区域为筋高中间受拉伸载荷作用区域．4．三维编织复合材料T型梁三点弯曲疲劳实验三点弯曲疲劳实验同样通过MTS810．23材料测试系统进行，根据准静态三点弯曲实验测得的T型梁最大弯曲刚度确定疲劳实验应力水平，根据实验数据分析得到材料疲劳寿命为50％应

6、力水平，探讨在疲劳实验中刚度变化过程并得出T型梁疲劳破坏大致可分为三个阶段，对比不同应力水平下T型梁破坏形态，得到材料疲劳破坏模式有基体开裂、纤维与基体间界面脱粘及纤维断裂．关键词四步法三维编织复合材料；T型梁；有限元分析；三点弯曲疲劳；疲劳失效模式Bendingfatiguebehaviorsoffour-step3DbraidedcompositeT-beamAbstractThefour-stepbraidingtechnologycallmanufacturecomplexsnucturalcomponentwithnear-

7、set—shapefeaturewhichCanmeetthesafetyrequriementsofaerospaceengineeringandautomotiveindustryetc．Asacommonstucturepart，T-beamalwaysbesustainedtocyclicbendingloadingduringservicelifewhichmakesitgreatvauleforexperimentalcharacterizationofitsbendingfatiguebehaviorThisprojec

8、treportsthethree-pointbendingfatiguebehaviorsoffour-step3DbraidedcompositeT-beam．Thefatiguelife，stiffnessdegra