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三维编织体复合材料空间几何结构的计算机模拟 总被引:1,自引:0,他引:1
针对四步方形编织结构,从三维编织工艺和实际的编织过程出发,提出一种单元几何模型,并通过计算机图形建模建立织物的空间几何数学模型,解决了三维编织复合材料内部编织结构分析困难的问题。该模型以携纱器循环一周返回到起始位置所形成的纱线编织结构作为单元,系统分析编织过程中纱线的空间运动规律,保证纤维束的连续性和材料整体结构的完整性。对每根纱线,选取它在编织体各个区域内合适的控制点,过这些控制点拟合成三次样条曲线,以此模拟纱线的空间结构中心线,从而能够方便直观地观察到各纱线具体走向。最后得到纱线和编织体的结构,从而便于下一步进行编织体复合材料力学性能的有限元分析。 相似文献
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三维五向圆型编织复合材料细观分析及弹性性能预测 总被引:3,自引:0,他引:3
基于三维圆型编织的主要工艺,系统研究了三维五向圆型编织的纱线交织结构,建立了内部单胞和表面单胞模型。推导了单胞的几何特性、编织工艺参数之间的数学关系。基于此模型,采用改进的刚度平均化方法,计算了三维圆型编织复合材料的弹性性能参数,并与实验的结果进行了对比,吻合较好。分析了编织角和纤维体积含量对弹性性能的影响,结果表明,五向圆型编织复合材料保持了四向圆型编织复合材料良好的力学性能,同时由于轴纱的加入,使得轴向的力学性能得以提高。 相似文献
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为降低成本,人们正在研发像三维编织结构、三维编织物或纤维铺放等可以生产预型件后再浸胶的材料。该类技术的主要优势在于三维结构直接由一维原材料碳纤维纱线制成。这样就可以不受纤维束二维构型的约束,而是在设计预型件时考虑最终零件上的载荷,即可达到更高的性能。 相似文献
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三维编织是一种新型的先进复合材料结构,是完全整体、连续、多向的纤维束网络。本文综述了三维编织技术中的二步法和四步法工艺,并作了对比和分析,为进一步研究编织结构复合材料的成形和性能提供了基础。 相似文献
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修英姝%陈利%李嘉禄 《宇航材料工艺》2001,31(3):19-22
三维编织复合材料的优异性能是与细观结构密切相关的,本文在深入研究编织纱线运动规律的基础上,讨论了三维编织结构的单元体模型,并推导了编织工艺参数和几何结构参数之间的数学关系,通过实验验证,证明了关系的正确性。 相似文献
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董纪伟%孙良新%洪平 《宇航材料工艺》2004,34(4):21-24
从三维编织复合材料的编织工艺——四步法入手,分析了纱线的空间位置,利用计算机较为精确地模拟织物的宏观结构。采用合理的单胞划分的方法,对该宏观模型进行剖分,获得了较精确的织物细观结构,得到了有关细观结构的一些重要规律,以便于下一步对编织复合材料进行力学分析。 相似文献
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三维编织结构复合材料的编织设计 总被引:6,自引:0,他引:6
三维编织技术是近几年新兴的用于制作复合材料的纺织技术,它具有两大特点:第一,三维编织是三维四向的整体结构,使织物具有优良的力学性能;第二,工艺原理简单。这两大特点使三维编织技术在复合材料领域得到了充分的肯定,利用三维编织工敢可以提供各种各样的规则形材、异形材的预制品;可以采用混编,分层编织方法提供不同性能的材料,三维异形整体编织技术为不同形状,不同性能要求的复合材料提供了实现的手段。 相似文献
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三维编织复合材料力学性能试验研究 总被引:1,自引:0,他引:1
通过单向拉伸试验和三点弯曲试验,从宏观角度研究了三维编织复合材料的力学行为。研究选用了两种增强纤维、两种编织角、两种纤维体积含量等不同工艺参数所组成的16组试样,进行力学性能试验,探寻三维编织工艺参数与力学性能之间的关系,确定适合于编织复合材料的力学性能试验方法。 相似文献
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陈利%李嘉禄%冯志海%姚承照%李学明 《宇航材料工艺》2003,33(2):29-33
基于经典层合板理论和叠层板模型,建立了一种分析三维四向编织复合材料力学性能的方法。在叠层板模型中,代表性体积单元的厚度为编织复合材料的整体厚度,宽度为一个编织花节宽度,长度为一个编织花节长度,并简化为具有不同材料主方向的单向层板的叠合结构。不同层板间的交叉重叠按各层板性能的体积平均进行简化,同时假设代表性体积单元具有均匀的中面应变和曲率。此外,模型中考虑了编织纱线的排列方式以及表面纱线的影响。理论分析结果与实验值吻合较好。 相似文献
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本文研究了一种制备三维C/SiC/Al混杂基体复合材料的工艺方法,这种复合材料是在三维编织和四向机织的碳纤维预成件中采用有机聚合和物先驱体浸渍/裂解法制备三维C/SiC多孔基体复合材料,然后采用挤压铸造法与铝合金复合得到。对三维C/SiC陶瓷基复合材料的致密化过程进行了表征并观察了最终得到三维C/SiC/Al金属-陶瓷混杂基体复合材料的显微结构,结果表明,混杂基体在纤维编织体中分布较均匀,说明这种 相似文献
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刘谦%李嘉禄%李学明 《宇航材料工艺》2000,30(1):55-58
通过一系列的实验比较和分析研究 ,客观地评价了三维编织工艺参数对复合材料拉伸性能的影响。实验结果表明 :三维编织复合材料具有良好的力学性能 ,纤维表面编织角、纤维体积分数和纤维束细度对复合材料拉伸性能有较大的影响 相似文献
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为了准确预测三维四步(1×1)编织复合材料的宏观弹性常数,提出了一种考虑纤维束三维几何结构和纤维束与基体相互作用、便于有限元网格划分的单胞几何模型,该模型精确地反映了纤维体积比。以该几何模型为基础,用六面体单元分别对纤维束和基体进行了网格划分,满足了纤维束与基体界面间的位移连续条件。采用有限元模型计算了编织复合材料的宏观弹性常数,与其他计算结果和实验结果的比较表明,该几何模型和有限元模型比较合理。 相似文献
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三维编织T300/环氧复合材料的弯曲性能及破坏机理 总被引:2,自引:0,他引:2
针对不同编织角、不同纤维体积含量、不同编织结构的三维编织T300/环氧复合材料进行了三点弯曲试验,获得了这些编织复合材料的主要弯曲力学性能,分析了不同编织工艺参数对材料弯曲力学性能的影响.对试件断口进行了宏观及扫描电镜观察,从宏、细观角度研究了材料的变形及其破坏机理.结果表明,三维编织T300/环氧复合材料具有良好的弯曲力学性能,弯曲载荷-挠度曲线呈现明显的线性特征;编织角、纤维体积含量及编织结构对复合材料的弯曲性能有较大影响;三维编织复合材料的弯曲破坏机理与编织工艺参数有关. 相似文献
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三维四向编织复合材料等效热特性数值分析和试验研究 总被引:9,自引:3,他引:9
采用“米”字型枝状胞体有限元模型和试验方法对三维四向编织复合材料的整体等效热膨胀系数和等效热传导系数进行了分析并将计算结果和试验值进行了比较。研究表明枝状胞体模型能较为真实的反映三维四向编织复合材料的结构构形;有限元方法在分析热膨胀、热传导方面具有较好的精度;三维四向编织复合材料编织方向的热膨胀系数随着纤维体积比的增加而减小,随着编织角的增加而减小;热传导系数随着纤维体积比的增加而增大,随着编织角的增大而增大。 相似文献