作為一種先進(jìn)的復(fù)合材料,三維機(jī)織復(fù)合材料具有較為優(yōu)異的力學(xué)性能,廣泛應(yīng)用于各個工程領(lǐng)域。較之層合工藝,三維機(jī)織工藝提高了復(fù)合材料的整體性,空間分布的三維纖維束骨架結(jié)構(gòu)極大增強(qiáng)了材料的面外力學(xué)性能及各個方向的抗損傷能力。與此同時,機(jī)織復(fù)合材料復(fù)雜的結(jié)構(gòu)給其力學(xué)性能研究帶來了極大挑戰(zhàn)。本文以碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基三維機(jī)織復(fù)合材料為研究對象,首先針對其面內(nèi)剪切載荷作用下的力學(xué)性能開展了實(shí)驗和仿真研究,然后對該材料的緯向拉伸力學(xué)性能開展了仿真研究,給出了用于模擬三維機(jī)織復(fù)合材料拉伸和剪切失效的仿真方法。第一章介紹了本論文研究的目的和意義。重點(diǎn)進(jìn)行國內(nèi)外文獻(xiàn)的調(diào)研,總結(jié)國內(nèi)外學(xué)者對三維機(jī)織復(fù)合材料研究的實(shí)驗方法和仿真理論,主要包括剪切實(shí)驗、剪切夾具設(shè)計、有限元建模、損傷破壞準(zhǔn)則、損傷演化模型以及剪切非線性理論等研究。第二章開展了三維機(jī)織復(fù)合材料面內(nèi)剪切實(shí)驗研究及相應(yīng)的有限元建模工作。設(shè)計并開展了三維機(jī)織復(fù)合材料面內(nèi)準(zhǔn)靜態(tài)剪切實(shí)驗,得到了剪切實(shí)驗應(yīng)力-應(yīng)變曲線、剪切剛度、剪切強(qiáng)度以及偏移剪切強(qiáng)度。通過對實(shí)驗后試件表面進(jìn)行顯微拍照,分析了剪切實(shí)驗件的損傷機(jī)理。通過對實(shí)驗件表面幾何結(jié)構(gòu)的測量,建立了三維機(jī)...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1三維機(jī)織復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-2-維增強(qiáng)層合板材料。進(jìn)入21世紀(jì)，一些學(xué)者開始研究三維機(jī)織復(fù)合材料力學(xué)性能，但是研究大部分停留在實(shí)驗現(xiàn)象上，由于觀測手段缺乏，對三維機(jī)織復(fù)合材料損傷機(jī)制研究仍很有限，其預(yù)報的損傷演化過程往往與實(shí)驗觀測結(jié)果仍然存在一定差異。另外，可以發(fā)現(xiàn)一定量的機(jī)....

圖1-2原位實(shí)驗中拉伸試件安裝示意圖[13]

表明，剪切剛度、破壞應(yīng)力和破壞應(yīng)變在縱向和橫向均具有速率敏感性。剪切剛度和破壞應(yīng)力隨應(yīng)變速率的增大而增大，而破壞應(yīng)變隨著應(yīng)變率的增大而減�？v向方向上的破壞主要為沖剪破壞，基體的損傷和紗線的彎曲變形較少。在橫向方向上，剪切破壞沿面內(nèi)方向的傳播速度快于厚度方向。楊鈞超等[12]通過實(shí)....

圖1-3Iosipescu剪切實(shí)驗夾具[17]

，以確定非線性響應(yīng)的原位基體的準(zhǔn)確性。發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果與實(shí)驗結(jié)果吻合較好。1.2.2復(fù)合材料剪切夾具研究除了剪切實(shí)驗的研究，學(xué)者們也注重對剪切夾具的研究，為了獲得近似純剪的實(shí)驗狀態(tài)，學(xué)者們也做了許多工作。從ASTM標(biāo)準(zhǔn)中介紹的傳統(tǒng)的剪切夾具出發(fā)經(jīng)過改進(jìn)獲得了較好的實(shí)驗效果。Iosip....

圖1-4改進(jìn)的V型缺口梁剪切實(shí)驗夾具裝配圖[19]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-5-往往產(chǎn)生滑移。其改進(jìn)后的實(shí)驗夾具很好的彌補(bǔ)了V型缺口梁剪切夾具不足。改進(jìn)的夾具示意圖如圖1-4所示。圖1-4改進(jìn)的V型缺口梁剪切實(shí)驗夾具裝配圖[19]Liao[20]提出了一種用于疲勞剪切實(shí)驗的夾具，該夾具改進(jìn)了ASTMD5379中Iosipe....

本文編號：4015892