2.5维机织复合材料层间性能研究

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1、中图分类号：TB332论文编号102870113-S011学科分类号：080102硕士学位论文2.5维机织复合材料层间性能研究研究生姓名唐劼尧学科、专业固体力学研究方向工程问题的力学建模与数值仿真指导教师周光明教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一三年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchoninter-layerperformanceof2.5Dwovencompo

2、sitesAThesisinSolidMechanicsByTangJieyaoAdvisedbyProf.ZhouGuangmingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2013承诺书本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体

3、，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅,可以将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、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要2.5维机织复合材料作为三维机织复合材料的一个重要组成部分，是近年来迅速发展的一种新型增强复合材料。它最大的特点是纱线与织物的厚度方向呈一定角度，使得纤维在层与层之间相连接，能够大幅度增强织物的层间连接强度，并且具有良好的抗冲击能力。低成本、高效率和优秀的

4、综合性能使其在航空、航天及交通等众多领域得到了广泛的应用。因此，进一步研究2.5维机织复合材料的性能具有十分重要的意义。本文对2.5维机织复合材料的层间性能从理论模型、有限元分析和实验方面进行了较为全面的研究，得到了一些有益的结论。采用跑道型截面假设建立了2.5维机织预制件的细观几何模型，并预测其工程弹性常数。选取代表性体积单元，建立了单胞的有限元模型。引入周期性边界条件，基于单胞模型和双切口试件模型研究了2.5维机织复合材料的层间剪切性能，并模拟在载荷下的应力-应变曲线。研究2.5维机织复合材料的成型工艺，通过RTM成型方法，制备了试

5、验所需试验件。通过双切口剪切法和短梁剪切法进行了2.5维机织复合材料经、纬向的层间剪切试验，将试验结果和有限元结果进行对比、分析，验证了模型和试验方法的可行性。关键字：2.5维机织复合材料，单胞，层间剪切，有限元数值模拟，树脂传递模塑i2.5维机织复合材料层间性能研究ABSTRACTAsanimportantcomponentof3Dwovencomposites,2.5Dwovencompositeshasbeenanewreinforcedcompositesinrecentyears.Themainfeaturethattheye

6、arnkeepsacertainanglewiththethicknessdirectionoffabricenablesthebondingoffiberlayerbylayer.Thus,thebondingstrengthbetweenthelayersofreinforcedfabricisconsiderablyimprovedandthecompositeobtainsanexcellentanti-impactability.Thepropertyoflowcost,highefficiencyandgoodcompreh

7、ensiveperformancemakethe2.5Dcompositeswidelyusedintheaviation,aerospaceandtransportationfields.Thusitisofgreatsignificancetofurtherresearchthepropertyof2.5Dwovencomposites.Thethesisfocusesacomprehensiveresearchontheinter-layerperformanceof2.5Dwovencompositesfromthetheore

8、ticalmodel,FEManalysisandexperimentvalidation.Someusefulconclusionsaremade.Therunwaysectionassumptionis