改进算法的三维通用单胞模型及其应用 被引量：5

1

作者 孙志刚 宋迎东 +1 位作者 高希光 高德平 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第9期1029-1032,共4页

基于应力为未知量的二维通用单胞模型改进算法在保证计算精度的前提下,可以提高计算效率,本文把该方法推广到三维,并利用该三维模型计算了颗粒增强复合材料力学性能。计算结果表明,该模型能够较准确的预测颗粒增强复合材料以及复杂随机... 基于应力为未知量的二维通用单胞模型改进算法在保证计算精度的前提下,可以提高计算效率,本文把该方法推广到三维,并利用该三维模型计算了颗粒增强复合材料力学性能。计算结果表明,该模型能够较准确的预测颗粒增强复合材料以及复杂随机纤维分配复合材料弹性系数及其对称性,并且随着划分子胞数目的增加,预测的弹性系数对称性越明显;同时,计算得到的剪切模量与E/(2(1+μ))比相对其它弹性系数比的误差大。 展开更多

关键词 通用单胞模型 改进算法 颗粒增强复合材料 力学性能

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用于缎纹机织复合材料力学行为数值模拟的新单胞模型 被引量：3

2

作者 卢子兴 周原 +1 位作者 陈明阳 夏彪 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期40-48,共9页

针对缎纹机织复合材料的数值模拟工作,在保证精度的前提下为提高计算效率,基于5枚正则缎纹机织复合材料的细观结构,构造了一种新的平行四边形单胞模型。利用该模型和传统的矩形单胞模型,采用Linde失效准则,模拟了复合材料在经向拉伸及... 针对缎纹机织复合材料的数值模拟工作,在保证精度的前提下为提高计算效率,基于5枚正则缎纹机织复合材料的细观结构,构造了一种新的平行四边形单胞模型。利用该模型和传统的矩形单胞模型,采用Linde失效准则,模拟了复合材料在经向拉伸及面内剪切载荷作用下的应力与应变行为。模拟结果表明,2种单胞模型的计算结果一致,与实验值吻合较好,但新模型相比传统模型的建模工作量减少了近80%,计算效率提高近90%,是一种更为合理、高效的建模分析方法。此外,该建模分析方法还可用于其他正则缎纹机织复合材料的优化设计及力学性能分析。 展开更多

关键词 缎纹 机织复合材料 单胞模型 渐进损伤 有限元

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基于单胞模型镍基单晶高温合金低周疲劳寿命的预测 被引量：2

3

作者 丁智平 李明 +1 位作者 王腾飞 杨荣华 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期79-85,共7页

基于镍基单晶高温合金的微观尺度结构特征,建立了γ/γ′双相单胞有限元模型,并基于能量耗散理论,引入统一表征非对称载荷循环特性和拉/扭多轴效应的k参量,以循环塑性应变能作为损伤参量,建立了镍基单晶高温合金低周疲劳寿命预测模型;... 基于镍基单晶高温合金的微观尺度结构特征,建立了γ/γ′双相单胞有限元模型,并基于能量耗散理论,引入统一表征非对称载荷循环特性和拉/扭多轴效应的k参量,以循环塑性应变能作为损伤参量,建立了镍基单晶高温合金低周疲劳寿命预测模型;分别利用宏观有限元模型和γ/γ′双相单胞微观有限元模型对[001]取向的DD3、PWA1480和CMSX-2镍基单晶高温合金的单轴、多轴低周疲劳试验过程进行数值模拟。结果表明:微观单胞有限元模型反映了试验合金的微观结构特性,其预测精度明显优于宏观有限元模型的;上述3种合金几乎所有的试验数据分别落在1.3,2.0和2.0倍偏差分布带内。 展开更多

关键词 镍基单晶合金 单胞模型 低周疲劳 寿命预测

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三维机织复合材料单胞模型各向异性的有限元分析 被引量：3

4

作者 冯古雨 曹海建 +2 位作者 周红涛 卢雪峰 钱坤 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2017年第8期48-52,共5页

使用三维绘图软件Pro/E绘制出三维浅交弯联机织复合材料数字化结构模型,借助大型有限元分析软件ANSYS模拟单胞模型承受不同方向压缩载荷作用下的力学性能。探究在不同方向的压缩载荷作用下复合材料单胞模型的应力分布情况,并借此分析复... 使用三维绘图软件Pro/E绘制出三维浅交弯联机织复合材料数字化结构模型,借助大型有限元分析软件ANSYS模拟单胞模型承受不同方向压缩载荷作用下的力学性能。探究在不同方向的压缩载荷作用下复合材料单胞模型的应力分布情况,并借此分析复合材料单胞模型的各向性能;以承受X方向压缩载荷的单胞模型为例,分析复合材料中纤维与树脂的受力情况。结果表明:三维机织复合材料受到压缩载荷时,表现出明显的各向异性,表现为X方向压缩性能最好,Z方向压缩性能最差;纤维作为主要承载体,承担较多载荷作用,树脂作为次要承载体,承担较少载荷作用。 展开更多

关键词 有限元 三维机织复合材料 单胞模型 压缩性能 各向异性

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基于多维度建模的碳/碳软硬混编预制体孔隙分析与单胞模型 被引量：2

5

作者 梅宝龙 董九志 +1 位作者 任洪庆 蒋秀明 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期108-115,共8页

为探究碳/碳软硬混编预制体在压实过程初始和最终密实2个阶段中孔隙分布及变化,解决成型后孔隙率无法预测的问题。基于碳/碳软硬混编预制体成型工艺构建一种三维四向孔隙模型,在无压缩载荷和施加压缩载荷2种工况下,从单胞模型的xoy平面... 为探究碳/碳软硬混编预制体在压实过程初始和最终密实2个阶段中孔隙分布及变化,解决成型后孔隙率无法预测的问题。基于碳/碳软硬混编预制体成型工艺构建一种三维四向孔隙模型,在无压缩载荷和施加压缩载荷2种工况下,从单胞模型的xoy平面和xoz平面2个维度、4个方向观测孔隙;从介观和微观2个尺度研究载荷下纤维形态与截面形状变化对单胞孔隙的影响,建立了纤维尺寸截面变化与孔隙率映射关系,提出影响孔隙率的尺寸系数,使预制体最终孔隙率具有可设计性;通过单胞孔隙模型计算得到预制体在压实阶段最小孔隙率。利用万能拉伸试验机对不同尺寸的预制体进行压实致密实验,得到不同尺寸预制体所受压缩载荷与高度变化曲线,揭示了预制体高度与孔隙率的关系并得到压实致密阶段最小孔隙率。实验结果表明最小孔隙率与理论模型误差小于3%,验证了软硬混编单胞孔隙模型表征预制体孔隙率的正确性。 展开更多

关键词 碳/碳软硬混编预制体 多维度 单胞孔隙模型 压实致密 孔隙率

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织造角对三维机织复合材料单胞结构模型拉伸行为的影响 被引量：1

6

作者 徐春成 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期854-858,871,共6页

根据实际三维机织复合材料预制件的织造参数,借助参数化三维建模软件PRO/E 5.0,基于三维机织物织造角构建了三维机织复合材料单胞模型。采用ANSYS Workbench有限元软件分析了基于复合材料单胞结构模型的经向拉伸性能,考察了拉伸应力、... 根据实际三维机织复合材料预制件的织造参数,借助参数化三维建模软件PRO/E 5.0,基于三维机织物织造角构建了三维机织复合材料单胞模型。采用ANSYS Workbench有限元软件分析了基于复合材料单胞结构模型的经向拉伸性能,考察了拉伸应力、拉伸应变在增强体和树脂基体中的分布情况,分析了织造角对复合材料经向拉伸行为的影响。结果表明:随织造角增大,三维机织复合材料单胞模型沿经向的拉伸应力、拉伸应变逐渐增大;三维机织复合材料受拉伸时纤维承受主要载荷。复合材料增强体中,轴向存在与载荷方向平行分量的经纱相较于轴向垂直于载荷方向的纬纱承载更多的载荷作用。 展开更多

关键词 三维复合材料 单胞结构模型 织造角 拉伸行为

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基于单胞数字化模型的三维编织复合材料本构关系数值模拟

7

作者 陈利 詹丽丽 孙颍 《天津工业大学学报》 CAS 2007年第3期1-5,共5页

在渐近均匀化理论基础上,确立了基于单胞数字化模型的复合材料宏观等效弹性性能的三维数值分析方法(DCB-FEA).该方法采用三维光栅化技术将三维单胞模型转化为三维光栅图形(数字化模型),并将光栅图形直接转化为三维有限元求解网格.产生... 在渐近均匀化理论基础上,确立了基于单胞数字化模型的复合材料宏观等效弹性性能的三维数值分析方法(DCB-FEA).该方法采用三维光栅化技术将三维单胞模型转化为三维光栅图形(数字化模型),并将光栅图形直接转化为三维有限元求解网格.产生的离散单元具有相同的几何尺寸和规则的形状,单元刚度矩阵的数量将减少为单胞材料的个数.此外,单胞数字化模型仅需记录每个离散单元的材料种类,其他参数如单元节点编号、节点坐标等均可在求解过程中自动生成,周期性边界条件也可以自动施加.随着分辨率的提高,单胞数字化模型将产生更多数量的单元,特别是对于三维单胞模型,集成整体刚度矩阵时需要大量的计算机内存.采用基于Element-by-element策略的预处理共轭梯度法(EBE-PCG),有限元方程的求解在单元级上进行,避免了整体刚度矩阵的集成.通过对三维编织复合材料的线弹性本构关系的数值模拟,表明该方法可得到较为准确的复合材料等效模量. 展开更多

关键词 编织复合材料 均匀化方法 单胞数字化模型 EBE

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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

8

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。 展开更多

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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倾斜内锁型三维机织陶瓷基复合材料的细观力学模型 被引量：2

9

作者 常岩军 矫桂琼 +1 位作者 王波 刘红霞 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期146-150,共5页

利用平均化方法提出了倾斜内锁型三维机织陶瓷基复合材料弹性性能分析的三维细观力学模型,对材料的弹性性能进行了预测。这个力学模型考虑了倾斜内锁型三维机织陶瓷基复合材料经向纤维束的弯曲和纬向纤维束的平直,纤维束的横截面形状尺... 利用平均化方法提出了倾斜内锁型三维机织陶瓷基复合材料弹性性能分析的三维细观力学模型,对材料的弹性性能进行了预测。这个力学模型考虑了倾斜内锁型三维机织陶瓷基复合材料经向纤维束的弯曲和纬向纤维束的平直,纤维束的横截面形状尺寸和相邻纤维束之间的孔洞以及材料制造过程中碳纤维性能下降对弹性性能的影响。基于层合板理论,提出两种单胞应变状态假设分别对材料的九个弹性常数进行了推导计算,结果表明两种方法理论的预测值非常接近。计算结果与实验值比较吻合,表明所提出的细观力学模型是合理的,可以为纺织陶瓷基复合材料的优化设计提供有价值的参考。 展开更多

关键词 孔洞 陶瓷基复合材料 倾斜内锁型三维机织 单胞模型

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基于渐进损伤模型的U-cor增强泡沫夹层结构平拉性能仿真 被引量：2

10

作者 陈海立 周倩 +2 位作者 胡唐 张维峰 吉康 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期491-496,共6页

为了研究U-cor增强泡沫夹层结构的平拉性能,使用ABAQUS进行了渐进损伤分析。基于三维渐进损伤分析方法,通过用户子程序编写了复合材料本构;基于粘聚区模型,采用Cohesive Contact来模拟胶接界面的损伤;基于细观几何结构,假设周期性边界... 为了研究U-cor增强泡沫夹层结构的平拉性能,使用ABAQUS进行了渐进损伤分析。基于三维渐进损伤分析方法,通过用户子程序编写了复合材料本构;基于粘聚区模型,采用Cohesive Contact来模拟胶接界面的损伤;基于细观几何结构,假设周期性边界条件并建立了单胞模型。通过分析得到U-cor的平拉强度和损伤过程,并进行试验验证。结果表明:在平拉载荷作用下,发生损伤的部位是中间层泡沫以及基体与表层泡沫的胶接界面;试验值与计算结果误差较小,证明了有限元模型的准确性。该文研究成果,可为U-cor的强度预测提供可靠的仿真方法。 展开更多

关键词 U-cor增强泡沫夹层结构 渐进损伤 粘聚区 单胞模型 平拉强度

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纤维织物超高速碰撞热-力学模型与分析 被引量：1

11

作者 张祎 王玉林 +5 位作者 石景富 于东 徐铧东 马付健 宋迪 苗常青 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1475-1482,共8页

考虑纤维织物碰撞过程中的生热、应变率强化及高温软化效应,引入Johnson-Cook模型及Gruneisen状态方程,建立纤维本构模型,基于FEM-SPH耦合算法,考虑纤维织物的纱线编织结构,建立了纤维织物超高速碰撞热-力学单胞模型。该模型可给出纤维... 考虑纤维织物碰撞过程中的生热、应变率强化及高温软化效应,引入Johnson-Cook模型及Gruneisen状态方程,建立纤维本构模型,基于FEM-SPH耦合算法,考虑纤维织物的纱线编织结构,建立了纤维织物超高速碰撞热-力学单胞模型。该模型可给出纤维织物超高速碰撞过程中的侵彻、破碎、应力、应变等力学信息,及纤维织物的生热和温度场等热学信息,模型分析与试验结果具有较好的一致性。 展开更多

关键词 纤维织物 超高速碰撞 Johnson-Cook模型 空间碎片防护 单胞模型

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单向C/SiC复合材料热残余应力数值模拟研究 被引量：4

12

作者 曹德胜 任成祖 +2 位作者 张立峰 李远辰 李巾锭 《宇航材料工艺》 CSCD 北大核心 2017年第2期18-24,共7页

连续纤维增韧陶瓷基复合材料制备过程中因纤维与基体线胀系数失配会产生热残余应力,从而导致纤维脱粘、基体开裂等现象,严重影响复合材料力学性能。本文针对CVI工艺制备的单向C/SiC复合材料,建立"纤维-界面-基体"单胞物理模型... 连续纤维增韧陶瓷基复合材料制备过程中因纤维与基体线胀系数失配会产生热残余应力,从而导致纤维脱粘、基体开裂等现象,严重影响复合材料力学性能。本文针对CVI工艺制备的单向C/SiC复合材料,建立"纤维-界面-基体"单胞物理模型,基于细观力学分析方法对热残余应力分布规律进行预测,采用ABAQUS对材料制备过程进行数值模拟,揭示了界面厚度、纤维体积分数、制备温度等参数对纤维、基体热残余应力分布的影响规律,分析了热残余应力对复合材料力学性能的影响。研究结果能够为C/SiC复合材料的设计、分析及微纳力学性能试验提供理论支持。 展开更多

关键词 C/SIC复合材料 单胞模型 热残余应力 数值模拟 内聚力模型

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CFETR CS模型线圈导体绕组等效材料性能研究 被引量：1

13

作者 陈光 田杰 刘小刚 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第10期1325-1329,1352,共6页

中国核聚变工程试验堆中心螺线管线圈(China fusion engineering test reactor central solenoid,CFETR CS)模型线圈管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC)绕组是由超导电缆、不锈钢铠甲绝缘材料组成,在空间上呈周期性分布的... 中国核聚变工程试验堆中心螺线管线圈(China fusion engineering test reactor central solenoid,CFETR CS)模型线圈管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC)绕组是由超导电缆、不锈钢铠甲绝缘材料组成,在空间上呈周期性分布的大型复杂绕组结构。在进行中心螺管模型线圈分析过程中,为了简化模型、减少计算量、缩短计算时间同时满足分析结果精度的要求,文章通过引入均匀化理论推导出等效弹性参数的求解方程;结合ANSYS有限元分析软件建立导体绕组的单胞模型,在给定的边界条件下通过三维有限元分析方法,对绕组的等效材料力学性能进行分析预测;同时运用该方法准确计算出了国际热核聚变实验堆(international thermonuclear experimental reactor,ITER)CS的等效材料性能,并计算了CFETR CS模型线圈CICC导体绕组等效材料性能。该方法为进一步开展CFETR CS模型线圈乃至CFETR大型磁体的结构分析奠定了一定的基础。 展开更多

关键词 导体绕组 均匀化理论 有限元 单胞模型 等效材料

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径棒法三维预制体建模及结构参数的影响

14

作者 杨宁 刘丰 +4 位作者 杜悟迪 吴晓川 明禹 王驰腾 胡培利 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第5期95-101,共7页

与常规三维编织、三维机织等预制体单胞结构具有重复性不同,径棒法碳/碳复合材料预制体单胞结构随预制体径向厚度改变而改变,导致预制体纤维体积含量预测以及与预制体结构调控相关的成形参数设计困难。为解决如上问题,建立了径棒法碳/... 与常规三维编织、三维机织等预制体单胞结构具有重复性不同,径棒法碳/碳复合材料预制体单胞结构随预制体径向厚度改变而改变,导致预制体纤维体积含量预测以及与预制体结构调控相关的成形参数设计困难。为解决如上问题,建立了径棒法碳/碳复合材料预制体单胞结构数学模型以及预制体纤维体积含量预测算法。通过编织预制体试验样件与数学模型预测值进行对比,外形尺寸基本一致,预制体层数与预测值一致,预制体纤维体积分数与模型预测结果的相对误差为3.10%,验证了已建立的数学模型的正确性以及纤维体积含量算法的准确性。通过已建立的数学模型分别探究了在相同尺寸条件下导向棒轴向中心距、导向棒周向夹角角度两个结构参数对于预制体成形层数、纤维体积含量的影响规律,并选取了典型结构参数进行了预制体试验样件制备,其中,预制体层数、外形尺寸实际与预测结果一致,纤维体积分数实际值与预测值相对误差不超过5.05%,进一步对数学模型以及对结构参数影响规律的预测进行了有效验证。 展开更多

关键词 径棒法编织 复合材料预制体 单胞数学模型 结构参数 纤维体积含量

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经编轴向针织物线圈结构模型的研究 被引量：2

15

作者 陆倩倩 李炜 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期84-89,共6页

多轴向经编技术在国外已得到广泛推广和应用,在国内正处于起步阶段。多轴向经编针织物的线圈结构对复合材料的性能有很大的影响。本文介绍了经编针织物线圈结构模型的研究历史,并对经编轴向针织物线圈结构模型进行了详细的分析讨论,主... 多轴向经编技术在国外已得到广泛推广和应用,在国内正处于起步阶段。多轴向经编针织物的线圈结构对复合材料的性能有很大的影响。本文介绍了经编针织物线圈结构模型的研究历史,并对经编轴向针织物线圈结构模型进行了详细的分析讨论,主要线圈结构模型包括以经平和编链为地组织的经编单轴向织物线圈结构模型、经编双轴向织物线圈结构模型以及经编多轴向织物线圈单胞分析模型和三维模型。 展开更多

关键词 多轴向经编 线圈结构 几何模型 单胞分析模型 三维模型

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骨支架多孔结构设计及其流场特性研究

16

作者 邵海天 段明德 +1 位作者 张壮雅 杨子威 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第8期217-222,共6页

组织工程骨支架的结构及其内部流场的流体流动性能直接影响着营养物质的渗入和细胞的沉积。基于拓扑优化技术,以胫骨骨折实际受力为载荷设计不同孔隙率和尺度下的骨支架多孔结构单胞模型;运用计算流体动力学(CFD)方法对所得单胞及由其... 组织工程骨支架的结构及其内部流场的流体流动性能直接影响着营养物质的渗入和细胞的沉积。基于拓扑优化技术,以胫骨骨折实际受力为载荷设计不同孔隙率和尺度下的骨支架多孔结构单胞模型;运用计算流体动力学(CFD)方法对所得单胞及由其构建的多孔结构内部流场特性进行数值模拟,分析模型参数对各结构内部流场的流速分布和渗透率等的影响规律。结果表明各孔隙率和尺度下的单胞及多孔结构均具有良好的流场连通性,其中孔隙率是影响结构内流速的主要因素;各结构渗透率随着孔隙率和尺度的增大而增大;孔隙率和尺度较大的结构表现出更好的流体流动性能。研究成果可以为骨支架多孔结构的优化设计及应用提供支撑。 展开更多

关键词 拓扑优化 单胞模型 多孔结构 计算流体动力学 流动性能

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针刺碳/碳编织复合材料的弹性性能

17

作者 梅颖猷 孙志军 刘永兵 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期83-90,共8页

为研究针刺碳/碳(C/C)编织复合材料的编织结构和针刺密度对整体力学性能的影响,根据针刺C/C编织复合材料的细观结构、组成成分的体积参数和编织角度,提出带有针刺区域和编织结构的平行四边形单胞模型。建立针刺C/C编织复合材料细观结构... 为研究针刺碳/碳(C/C)编织复合材料的编织结构和针刺密度对整体力学性能的影响,根据针刺C/C编织复合材料的细观结构、组成成分的体积参数和编织角度,提出带有针刺区域和编织结构的平行四边形单胞模型。建立针刺C/C编织复合材料细观结构模型,研究编织角度和针刺密度对整体复合材料弹性性能的影响。结果表明:针刺区域与纤维区域的接触处存在应力集中,纤维周围的基体也出现明显的应力集中现象;编织角对针刺C/C编织复合材料的弹性模量的影响较大。采用GB/T33501—2017标准进行复合材料轴向拉伸试验,发现模型预测的弹性模量与试验数据吻合良好,预测结果的误差为2.27%。研究针刺C/C编织复合材料的细观结构可为后续复合材料细观结构的设计和力学性能的探讨提供依据。 展开更多

关键词 复合材料 编织角 针刺密度 弹性性能 单胞模型 应力分析

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三维编织复合材料细观结构建模关键问题研究

18

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。 展开更多

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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细观结构对复合材料热膨胀系数的影响研究 被引量：15

19

作者 孙志刚 宋迎东 +1 位作者 高希光 高德平 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期146-150,共5页

基于应力为未知量的通用单胞模型改进算法在保证计算精度的前提下 ,可以提高计算效率 ,本文利用该方法计算了纤维细观结构对纤维增强复合材料热膨胀系数的影响。计算结果表明 ,热膨胀系数随体积比的增加而减小 ,纵向热膨胀系数受纤维的... 基于应力为未知量的通用单胞模型改进算法在保证计算精度的前提下 ,可以提高计算效率 ,本文利用该方法计算了纤维细观结构对纤维增强复合材料热膨胀系数的影响。计算结果表明 ,热膨胀系数随体积比的增加而减小 ,纵向热膨胀系数受纤维的形状和排列方式的影响不大 ,而横向热膨胀系数受纤维形状以及排列方式的影响较为明显。复合材料的纵向热膨胀系数并不是随温度上升而上升的 ,它与各组分的弹性模量和热膨胀系数等有关。 展开更多

关键词 细观结构 复合材料 热膨胀系数 改进算法 通用单胞模型 弹性模量

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三维五向编织复合材料的细观结构分析 被引量：29

20

作者 李典森 陈利 李嘉禄 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第6期7-11,共5页

针对三维五向编织复合材料的优异性能与其细观结构的密切关系,在分析三维五向编织物纱线的运动规律的基础上,建立了三维五向编织结构的单胞模型,并推导了有关参数之间的数学关系,计算了纤维体积含量.实验数据和理论预测吻合较好.

关键词 纺织复合材料 三维编织 细观结构 单胞模型

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