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基于改进三胞模型考虑孔隙缺陷的三维四向编织复合材料多尺度力学性能分析
被引量：
5
1
作者
张怀
李成
+1 位作者
刘乐
龚桂林
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2023年第2期14-23,共10页
编织复合材料在制造过程中不可避免地会出现孔洞缺陷,这些缺陷直接影响编织复合材料的力学性能。基于开源软件TexGen[1]实现编织复合材料内胞、面胞和角胞的参数化建模,在面胞和角胞模型中均考虑了纱线轨迹在空间中的偏移和受到打紧工...
编织复合材料在制造过程中不可避免地会出现孔洞缺陷,这些缺陷直接影响编织复合材料的力学性能。基于开源软件TexGen[1]实现编织复合材料内胞、面胞和角胞的参数化建模,在面胞和角胞模型中均考虑了纱线轨迹在空间中的偏移和受到打紧工序时纱线之间的相互挤压。利用random函数在微观尺度微观模型的基体中引入孔隙单元来模拟纤维束内干斑,在细观尺度上的三单胞模型基体中引入孔隙单元来模拟纤维束间孔隙,在宏观尺度上建立含内胞、面胞、角胞细观单元宏观均质模型对宏观弹性常数进行预测。结果表明:(1)孔隙率对细观尺度三类单胞模型的弹性常数影响程度不同;(2)纤维束内干斑孔隙对宏观弹性性能的影响要大于纤维束间孔隙,随着干斑孔隙率Pm增加,纵向泊松比减小,而随着纤维束间孔隙率Pn增加,纵向泊松比呈现出递增的趋势。
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关键词
三
维四向编织复合材料
孔隙率
三单胞模型
多尺度
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职称材料
三维编织复合材料细观结构建模关键问题研究
2
作者
刘帅
王真
+2 位作者
卢国盛
刘芳
沈敏
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2024年第1期13-21,共9页
基于细观力学的数值分析方法是研究三维编织复合材料力学性能的有效方法,其中细观模型的建立是力学分析的基础。纤维束的空间走向和细观结构几何参数表征是细观结构建模中的两个关键问题。围绕这两个关键问题,针对三维四向编织复合材料...
基于细观力学的数值分析方法是研究三维编织复合材料力学性能的有效方法,其中细观模型的建立是力学分析的基础。纤维束的空间走向和细观结构几何参数表征是细观结构建模中的两个关键问题。围绕这两个关键问题,针对三维四向编织复合材料的三单胞模型开展研究,全面分析了单胞45°划分方式和水平划分方式中纤维束的各种空间走向,获得了详细的三单胞的纤维束方向余弦;针对三种形状的纤维束横截面,分析推导了编织工艺参数与单胞几何参数的复杂关系,利用编织工艺参数作为初始参数对单胞结构进行定量化表征,并获得了纤维束体积分数和纱线填充系数的计算方法。研究工作为三维多向编织复合材料的细观结构建模提供理论参考,具有一定的工程实用价值。
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关键词
三
维编织复合材料
细观结构
三单胞模型
纤维束
方向余弦
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职称材料
题名
基于改进三胞模型考虑孔隙缺陷的三维四向编织复合材料多尺度力学性能分析
被引量：
5
1
作者
张怀
李成
刘乐
龚桂林
机构
郑州大学机械与动力工程学院
出处
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2023年第2期14-23,共10页
基金
国家自然科学基金民航联合基金(U1833116)。
文摘
编织复合材料在制造过程中不可避免地会出现孔洞缺陷,这些缺陷直接影响编织复合材料的力学性能。基于开源软件TexGen[1]实现编织复合材料内胞、面胞和角胞的参数化建模,在面胞和角胞模型中均考虑了纱线轨迹在空间中的偏移和受到打紧工序时纱线之间的相互挤压。利用random函数在微观尺度微观模型的基体中引入孔隙单元来模拟纤维束内干斑,在细观尺度上的三单胞模型基体中引入孔隙单元来模拟纤维束间孔隙,在宏观尺度上建立含内胞、面胞、角胞细观单元宏观均质模型对宏观弹性常数进行预测。结果表明:(1)孔隙率对细观尺度三类单胞模型的弹性常数影响程度不同;(2)纤维束内干斑孔隙对宏观弹性性能的影响要大于纤维束间孔隙,随着干斑孔隙率Pm增加,纵向泊松比减小,而随着纤维束间孔隙率Pn增加,纵向泊松比呈现出递增的趋势。
关键词
三
维四向编织复合材料
孔隙率
三单胞模型
多尺度
Keywords
three-dimensional four-direction braided composites
porosity
tri-cell model
multi-scale
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
三维编织复合材料细观结构建模关键问题研究
2
作者
刘帅
王真
卢国盛
刘芳
沈敏
机构
武汉纺织大学机械工程与自动化学院
出处
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2024年第1期13-21,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(11872048)
湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队项目(T2022015)
湖北省教育厅科学技术研究计划指导性项目(B2013210)。
文摘
基于细观力学的数值分析方法是研究三维编织复合材料力学性能的有效方法,其中细观模型的建立是力学分析的基础。纤维束的空间走向和细观结构几何参数表征是细观结构建模中的两个关键问题。围绕这两个关键问题,针对三维四向编织复合材料的三单胞模型开展研究,全面分析了单胞45°划分方式和水平划分方式中纤维束的各种空间走向,获得了详细的三单胞的纤维束方向余弦;针对三种形状的纤维束横截面,分析推导了编织工艺参数与单胞几何参数的复杂关系,利用编织工艺参数作为初始参数对单胞结构进行定量化表征,并获得了纤维束体积分数和纱线填充系数的计算方法。研究工作为三维多向编织复合材料的细观结构建模提供理论参考,具有一定的工程实用价值。
关键词
三
维编织复合材料
细观结构
三单胞模型
纤维束
方向余弦
Keywords
three-dimensional braided composites
microstructure
three-cell model
yarns
direction cosine
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于改进三胞模型考虑孔隙缺陷的三维四向编织复合材料多尺度力学性能分析
张怀
李成
刘乐
龚桂林
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2023
5
在线阅读
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职称材料
2
三维编织复合材料细观结构建模关键问题研究
刘帅
王真
卢国盛
刘芳
沈敏
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2024
0
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职称材料
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0
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