三维角联锁织物基本力学性能及其变形行为分析

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1、硕士学位论文三维角联锁织物基本力学性能及其变形行为分析ANALYSISONTHEBASICMECHANICALPROPERTIESANDDEFORMATIONBEHAVIOROFTHREE-DIMENSIONANGLEINTERLOCKFABRIC陈志明哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TB332学校代码：10213国际图书分类号：539密级：公开工学硕士学位论文三维角联锁织物基本力学性能及其变形行为分析硕士研究生：陈志明导师：泮世东副教授申请学位：工学硕士学科：工程力学所在单位：复合材料与结构研究所答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔

2、滨工业大学ClassifiedIndex:TB332U.D.C:539DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringANALYSISONTHEBASICMECHANICALPROPERTIESANDDEFORMATIONBEHAVIOROFTHREE-DIMENSIONANGLEINTERLOCKFABRICCandidate：ChenZhi-MingSupervisor：Asso.Prof.PanShi-DongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecia

3、lity：EngineeringMechanicsAffiliation：CenterforCompositeMaterialsDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要三维角联锁织物是一种具有优良力学性能的周期性结构，其在航空、航天、船舶、建筑和兵器工业中具有广泛的应用价值。本文的研究对象是经向增强三维角联锁织物，采用实验测试和数值模拟两种方法对该织物的基本力学性能及其变形行为进行简单的研究分析。首先，利用OLYMPUS(SZ

4、-STU2)体式显微镜对三维角联锁织物的细观组织结构进行了细致的观察，依据本文提出的有限元计算模型的建模假设，确定了织物的有限元计算模型的具体参数；并利用有限元软件ABAQUS建立了经向增强三维角联锁织物的有限元计算模型。接着，从实验测试和数值模拟两方面对织物的拉伸变形进行了对比分析，主要研究了在循环载荷作用下织物的加载模量、卸载模量以及加载变形量和卸载残余变形量等。结果表明：随着载荷的增加，织物的变形量近似线形增加，而织物卸载后的残余变形量的增加幅度却远低于织物变形量的增加幅度。然后，自主设计加工了一套像框剪切夹具，进行了织物的剪切实验测试。初步分析

5、了织物的变形机理、剪切变形中的变形量、残余变形量、变形保持率以及其切变模量；与织物的拉伸变形相比，发现织物在剪切载荷作用下更易变形。最后，从实验测试和数值模拟两方面对织物的扭转变形进行了对比分析，并针对该典型织物结构在实际应用中的固化成型工艺，对织物的VARI成型工艺进行了简单的实验探究。本文的研究工作对今后织物的预变形、预变形织物的固化以及固化件的性能评价具有一定的技术储备价值。关键词：角联锁；织物；力学性能；变形行为；弹性模量IAbstractAbstract3DAngleinterlockfabricisakindperiodicstructur

6、ewithexcellentmechanicalproperties,itisregardedaspromisingmaterialinaviation,aerospace,shipbuilding,constructionandweaponryindustry.Thispaperwestudiedtheradialenhanced3Dangleinterlockfabric,Thebasicmechanicalpropertiesanddeformationbehaviorwerestudiedbyexperimentaltestandnumeric

7、alsimulationrespectively.Firstofall,thethree-dimensionalstructureofAngleinterlockfabricwasobservedandanalyzedmeticulouslybystereomicroscope(OLYMPUS(SZ-STU2)).Accordingtothefiniteelementmodeproposed,weDeterminedthespecificparametersofthefiniteelementcalculationmodelofthefabric.th

8、ethree-dimensionalfiniteelementmodelofAngleinte