縫合復(fù)合材料面內(nèi)剛度和強(qiáng)度預(yù)測模型研究.pdf

1、縫合復(fù)合材料通過在厚度方向上加入縫線，增強(qiáng)了Z向的力學(xué)性能，克服了傳統(tǒng)層合板厚度方向上抗沖擊性能弱、損傷容限低等缺點(diǎn)，有廣泛的應(yīng)用前景。準(zhǔn)確預(yù)測縫合復(fù)合材料的力學(xué)性能，是其應(yīng)用和發(fā)展的前提。本文針對縫合復(fù)合材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)，提出了縫合復(fù)合材料層板面內(nèi)剛度和面內(nèi)強(qiáng)度的預(yù)測模型。主要包括以下內(nèi)容：
　?。?）針對縫合復(fù)合材料的細(xì)觀幾何結(jié)構(gòu)，考慮縫線引起層板增厚對面內(nèi)纖維體積含量的影響，參數(shù)化建立了適用于不同縫線直徑、不同增韌密度層板的有限

2、元單胞模型，引入加周期性邊界條件，發(fā)展了縫合復(fù)合材料單層板剛度有限元預(yù)測模型?；谏逃密浖嗀NSYS，開發(fā)、編寫了縫合、未縫合復(fù)合材料單層板及層合板的有限元剛度預(yù)測程序，并預(yù)測分析了不同鋪層角度單層板和層合板的剛度，預(yù)測結(jié)果與文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果的誤差低于10％。
　?。?）基于繞流柱—縫線比擬模型，通過考慮任意方向的來流流過橢圓繞流柱來比擬樹脂包圍任意方向的橢圓截面縫線，改進(jìn)了45°繞流柱—縫線比擬模型，并以此為基礎(chǔ)，針對縫合復(fù)合材料單

3、向板，建立了流體數(shù)值分析+基于單胞有限元建模的剛度分析方法和流體理論解+基于單胞有限元建模的剛度分析方法，分析評估了文中所建立的單向板剛度分析方法的精度與效率。
　?。?）基于所建立單層板剛度預(yù)測方法，引入強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則，分別建立了縫合復(fù)合材料單層板強(qiáng)度的逐漸累積損傷分析方法和基于僑聯(lián)模型的縫合復(fù)合材料單層板強(qiáng)度的逐漸損傷分析方法，與文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比，驗(yàn)證了文中所建立的強(qiáng)度分析方法有效性。并基于商用軟件ANSYS，開發(fā)、編寫了兩種