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平紋機(jī)織復(fù)合材料的細(xì)觀(guān)力學(xué)性能研究

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平紋織物復(fù)合材料細(xì)觀(guān)力學(xué) 有限元分析

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平紋機(jī)織復(fù)合材料作為一種新型結(jié)構(gòu)材料具有優(yōu)異的性能，被廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防工業(yè)、汽車(chē)制造等領(lǐng)域。由于機(jī)織復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和可設(shè)計(jì)性，采用有限元分析法對(duì)其進(jìn)行細(xì)觀(guān)力學(xué)的研究對(duì)材料宏觀(guān)力學(xué)性能的預(yù)測(cè)和材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。然而，目前所采用的有限元模型雖能夠較好預(yù)測(cè)出材料的模量，但其局部的應(yīng)力狀態(tài)卻很難預(yù)測(cè)出來(lái)。本研究提出了一個(gè)新的平紋機(jī)織復(fù)合材料有限元模型，在經(jīng)紗與緯紗界面之間加入了接觸分析，同時(shí)研究了紗線(xiàn)傾角對(duì)于平紋機(jī)織復(fù)合材料細(xì)觀(guān)力學(xué)性能的影響。分析結(jié)果表明，經(jīng)紗與緯紗接觸界面有明顯的應(yīng)力集中，即此位置是平紋機(jī)織材料破壞的危險(xiǎn)點(diǎn)，這與實(shí)際情況吻合良好；隨著紗線(xiàn)傾角的增加，其應(yīng)力集中明顯增加，且紗線(xiàn)的強(qiáng)度利用率下降，材料的力學(xué)性能降低。本研究對(duì)于平紋機(jī)織復(fù)合材料應(yīng)力集中的預(yù)測(cè)結(jié)果較為理想，為復(fù)合材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一定的指導(dǎo)意義。

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2013-11-15 15:18:05

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