浅论三维编织复合材料承载损伤预测

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1、天津工业大学硕士学位论文三维编织复合材料承载损伤预测姓名：陈磊申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：万振凯20081201摘要复合材料的三维编织技术是从20世纪80年代开始发展起来的一种新型复合材料成型技术，它将古老的编织技术与现代复合材料成型技术有机地融于一体，形成了一种具有独特结构的复合材料。应用三维编织技术制造复合材料，从编织、复合到成品，不分层，无机械加工，或仅做不损伤纤维的少量加工，从而保持了材料的整体性，克服了层合板复合材料层问强度和刚度不足的缺陷，显著地提高了材料的整体强度和刚度，也极大地提高了材料的

2、综合性能。目前编织结构复合材料已广泛应用于许多高科技领域，例如体育用品、工业设备、医疗器械、汽车结构以及国防和航空航天等。低成本的制造工艺使得不同试件的编织角和纤维体积含量有所不同。这些特性的变化的直接体现就是复合材料试件承载性能的变化。在当前的航空航天应用中，想在制造中控制编织角等参数是不可行的。因此，本文通过回归分析的方法，能够有效的预测三维编织复合材料的承载性能，从而减少试件损坏的可能性。三维编织复合材料的表面编织角，纤维体积分数，杂质含量等特性对其能承载的极限抗拉强度(UTS)和极限压缩强度(ucs)有很大的影响。本

3、文在详细研究复合材料的各种关键特性的基础上，首先基于预制件纹理分析，采用谱分析技术，对三维编织复合材料预制件表面边缘图像进行傅立叶变换，得到其功率谱图和角向功率谱图，测量编织角，再测量复合材料的纤维体积分数等。以这些特性作为回归分析的观测值，建立回归模型，编写程序，利用Cholesky分解法，计算出回归系数，从而预测UTS与UCS。关键词：极限抗拉强度(tyrs),极限压缩强度(uCs)；回归分析；编织角；纤维体积分数ABSTRACT硒e3-Dbraidingprocedureofcompositesisanewmoldin

4、gtechnologysince1980s．Inthismetllod，theancientbraidingtechnologyandthemodemcompositesarecombinedorganicallytomakethestructureofcompositesunique．Usingthe3-Dbraidingprocedureinthemanufacturingofcomposite，inthecourseofbralmn吕compositingandproducing,materialsaleneither

5、laminatednormachining，orsmallmachiningwithoutthefiberdamage．ThiscanpreservetheglobaipropertiesOtma_terialsandovercomemeshortageoflaminaewithlowinter-layerstrengthandstif鼬ess．theglobalstrengthandstiffnessofcompositesareincreasedobviously,andthecomprehensivecharacter

6、isticsofcompositesarealsoimproved·Atpresent,braidedcompositeshasbeenusedinseveralhiptechnologies，includingnationaldef．ense．astronavigationandaviation,industrialunit,medicalinstruments，automobilecomponents，sportinstruments．TheDresentstudyindicatesthereisavariationof

7、braidanglewithinaspectmenandalsoamongthespecimens．Furthermore，lowcostmanufacturingresultsintolargev耐ationoffibervolumepercentagewithinthetestspecimen．Therealsoexistsa．variationiIlnlefibervolumepercentageamongthespecimens．Thesevariationsmbraidangleandfibervolumeperc

8、entageamongthespectmensCallresultIntosignificantscatterinthefatiguedata．Andinthereallifeaerospaceapplications，con们lofbraidanglesandfibervolumeper