四步法三维编织复合材料的动态拉伸性能 被引量：2

1

作者 唐予远 陈彩虹 孙宝忠 《纺织学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期46-49,共4页

为研究四步法三维玻璃纤维/环氧编织复合材料在不同应变率下的拉伸破坏模式,对四步法三维玻璃纤维/环氧编织复合材料在准静态和高应变率载荷下的单向拉伸性能进行了测试。运用间接分离式Hopkinson拉杆（SHTB杆）测试了应变率在800-2100 ... 为研究四步法三维玻璃纤维/环氧编织复合材料在不同应变率下的拉伸破坏模式,对四步法三维玻璃纤维/环氧编织复合材料在准静态和高应变率载荷下的单向拉伸性能进行了测试。运用间接分离式Hopkinson拉杆（SHTB杆）测试了应变率在800-2100 s^-1范围内单轴向上的拉伸性能,同时测试了材料在准静态下的力学性能,并与高应变率下的力学性能做比较。结果表明：四步法三维玻璃纤维/环氧编织复合材料是应变率敏感材料;随着应变率的增加,其拉伸模量和最大应力都增加,而相应最大应力的应变则减小。 展开更多

关键词 四步法三维编织复合材料 SHTB杆 拉伸性能 应变率

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四步法三维编织复合材料杆件的刚度与阻尼分析 被引量：10

2

作者 蔡敢为 周晓红 廖道训 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期18-21,共4页

旨在预测四步法三维编织纤维增强复合材料矩形截面杆类构件的刚度和阻尼。基于层合板类推法和能量耗散原理，导出了此类构件的各种刚度系数和比阻尼容量计算公式。分析中该复合材料被视为四个单向纤维复合材料部分叠合形成，各单向纤维... 旨在预测四步法三维编织纤维增强复合材料矩形截面杆类构件的刚度和阻尼。基于层合板类推法和能量耗散原理，导出了此类构件的各种刚度系数和比阻尼容量计算公式。分析中该复合材料被视为四个单向纤维复合材料部分叠合形成，各单向纤维复合材料部分的单位能量耗散被分解为与σｘ′、σｙ′、σｚ′、τｙ′ｚ′、τｘ′ｚ′、τｘ′ｙ′对应的六个分量。 展开更多

关键词 三维编织 复合材料 杆件 刚度 阻尼 四步法

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二步法和四步法三维编织复合材料轴向力学性能的比较研究 被引量：3

3

作者 孙颖 李嘉禄 李学明 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第4期1-4,共4页

对具有不同细观结构参数的二步法方型三维编织复合材料试件进行轴向拉伸及轴向压缩的力学性能测试,以其结果与纤维体积含量基本相等的四步法方型三维编织复合材料的基本力学性能数据进行对比.结果表明,前者的轴向力学性能较为优越.文中... 对具有不同细观结构参数的二步法方型三维编织复合材料试件进行轴向拉伸及轴向压缩的力学性能测试,以其结果与纤维体积含量基本相等的四步法方型三维编织复合材料的基本力学性能数据进行对比.结果表明,前者的轴向力学性能较为优越.文中同时还从宏观角度分析了编织纱的种类、编织纱与轴纱的线密度之比以及编织节距长度对其材料力学性能的影响,确认二步法三维编织复合材料的轴纱对轴向拉伸和压缩性能起主导作用,节距长度增大、编织纱线密度增加,轴向拉伸强度、拉伸模量以及轴向压缩强度和模量均有增大的趋势. 展开更多

关键词 二步法 四步法 三维编织复合材料 轴向拉伸 轴向压缩

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三维四向编织复合材料弯曲性能的预测 被引量：6

4

作者 陈利 李嘉禄 李学明 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第2期1-5,共5页

基于经典层合板理论和叠层板模型,提出了一种预测三维四向编织复合材料弯曲性能的方法.在叠层板模型中,代表性体积单元的厚度为编织复合材料的整体厚度,宽度为一个编织花节宽度,长度为一个编织花节长度,并简化为具有不同材料主方向的单... 基于经典层合板理论和叠层板模型,提出了一种预测三维四向编织复合材料弯曲性能的方法.在叠层板模型中,代表性体积单元的厚度为编织复合材料的整体厚度,宽度为一个编织花节宽度,长度为一个编织花节长度,并简化为具有不同材料主方向的单向层板的叠合结构.不同层板间的交叉重叠按各层板性能的体积平均进行简化,同时假设代表性体积单元具有均匀的中面应变和曲率.此外,模型中考虑了编织纱线的排列方式以及表面纱线的影响.理论分析结果与实验值吻合较好. 展开更多

关键词 三维四向编织复合材料 弯曲性能 预测 叠层板模型 编织纱线 排列方式

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三维四向编织复合材料基本性能的有限元模拟 被引量：6

5

作者 宛琼 李付国 +1 位作者 梁宏 张李骊 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2005年第1期30-35,共6页

依据三维四向编织复合材料的结构特点,建立了能真实反映其空间构型的"双纽线"单元体胞模型,并以此为基础,采用有限元方法对C／SiC三维四向编织复合材料的基本性能参数进行了数值模拟,获得了该材料在制备冷却阶段的热变形行为... 依据三维四向编织复合材料的结构特点,建立了能真实反映其空间构型的"双纽线"单元体胞模型,并以此为基础,采用有限元方法对C／SiC三维四向编织复合材料的基本性能参数进行了数值模拟,获得了该材料在制备冷却阶段的热变形行为以及残余应力和残余应变的分布状况,同时获得了制备后室温条件下该材料的等效弹性模量与等效热膨胀系数值。 展开更多

关键词 三维四向编织 纤维复合材料 有限元模拟 等效弹性模量 单元体胞几何模型

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复合材料三维四向矩形类编织物表面结构研究 被引量：3

6

作者 黄小平 徐宁光 孙良新 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期14-19,41,共7页

针对有限元计算对几何参数的需要 ,详细研究了由四步 1∶1法编织的复合材料三维四向矩形截面类型预成形件的表面结构 ,为其建立了较准确的几何模型。以矢量分析方法导出表面纱段轴线、表面纱段与内部纱段的接触线等数学表达式。据此得... 针对有限元计算对几何参数的需要 ,详细研究了由四步 1∶1法编织的复合材料三维四向矩形截面类型预成形件的表面结构 ,为其建立了较准确的几何模型。以矢量分析方法导出表面纱段轴线、表面纱段与内部纱段的接触线等数学表达式。据此得到该材料表面结构的几何参数值和下面结果 :表面纱段轴线由两条相互对称且位于正交平面上的椭圆弧光滑连接而成 ;同一条纱线的表面段和内部段为光滑连接 ;接触线是椭圆弧。 展开更多

关键词 表面结构 几何模型 三维编织复合材料 三维四向矩形类编织物

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三维四向编织复合材料纤维体积含量的预测与参数分析 被引量：6

7

作者 马忠辉 孙秦 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期662-666,共5页

纤维体积含量是决定编织复合材料各种性能的重要参数指标 ,纤维含量的高低将直接影响到各种材料性能。通过细致研究三维四向 1 x1编织体编织工艺过程 ,提出了更为精确的纤维体积含量预测方法。应用这一方法对实际编织体预测 ,其结果与... 纤维体积含量是决定编织复合材料各种性能的重要参数指标 ,纤维含量的高低将直接影响到各种材料性能。通过细致研究三维四向 1 x1编织体编织工艺过程 ,提出了更为精确的纤维体积含量预测方法。应用这一方法对实际编织体预测 ,其结果与实验结果吻合得很好。在此基础上 ,分析了纤维束直径、纤维束弯曲半径、携纱器单步运动形成编织体高度等主要细观结构参数 ,对代表单元编织体纤维体积含量的影响敏感度及关系曲线 ,为编织复合材料性能及纤维含量的细观优化设计奠定了分析基础。 展开更多

关键词 三维四向编织 复合材料 细观结构参数 代表单元

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三维四向编织复合材料改进模型弹性性能计算 被引量：2

8

作者 刘振国 商园春 +1 位作者 董阿鹏 吕明云 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-5,共5页

针对三维四向编织复合材料,在改进的矩形截面单胞模型的基础上,考虑了相邻纤维束之间的界面粘结效应,推导了单胞的几何特性与编织工艺参数之间的数学关系,并且采用ANSYS软件建立了实体有限元模型,得到了等效弹性性能参数;之后,分析了各... 针对三维四向编织复合材料,在改进的矩形截面单胞模型的基础上,考虑了相邻纤维束之间的界面粘结效应,推导了单胞的几何特性与编织工艺参数之间的数学关系,并且采用ANSYS软件建立了实体有限元模型,得到了等效弹性性能参数;之后,分析了各工艺参数对弹性模量的影响规律.通过有限元计算的材料弹性性能常数与试验数据符合较好,较为真实地模拟了该材料的细观结构,对三维编织复合材料的设计和工艺具有一定的参考价值. 展开更多

关键词 三维四向 编织复合材料 矩形截面单胞 界面 有限元模型

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三维四向编织复合材料改进模型的细观分析 被引量：2

9

作者 刘振国 商园春 +1 位作者 董阿鹏 陈思思 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第18期148-152,共5页

三维编织复合材料现有的成型方法将导致编织物单胞模型发生变化,据此提出了一种改进的具有矩形截面的单元内胞模型,假设编织纱线具有平行六边形横截面,分析了不同区域胞体内部纤维束的空间构型,建立了三维四向编织复合材料内部单胞三维... 三维编织复合材料现有的成型方法将导致编织物单胞模型发生变化,据此提出了一种改进的具有矩形截面的单元内胞模型,假设编织纱线具有平行六边形横截面,分析了不同区域胞体内部纤维束的空间构型,建立了三维四向编织复合材料内部单胞三维实体模型。通过分析编织物内纱线间的空间接触关系,采取合理的假设,推导了编织工艺参数和模型结构参数的关系,并计算了三维四向编织复合材料的纤维体积含量,为该种材料后续力学性能分析奠定了基础。该模型适用于部分不规则成型工艺,并有可能应用于其他形式的编织工艺研究。 展开更多

关键词 三维四向 编织复合材料 平行六边形 实体模型

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三维四向编织复合材料弹性性能细观分析 被引量：7

10

作者 郑锡涛 叶天麒 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期504-508,共5页

从四步法 1× 1编织复合材料细观结构的代表性单胞模型入手 ,将预成形件划分为三个不同的区域 ,识别预成形件的两种局部单胞 (内部单胞和表面单胞 )模型 ,将单胞中的四个不同方向的纤维束看成是空间四个不同方向的单向复合材料 ,纤... 从四步法 1× 1编织复合材料细观结构的代表性单胞模型入手 ,将预成形件划分为三个不同的区域 ,识别预成形件的两种局部单胞 (内部单胞和表面单胞 )模型 ,将单胞中的四个不同方向的纤维束看成是空间四个不同方向的单向复合材料 ,纤维束的性能可以等价于单向复合材料的宏观性能。采用复合材料中的细观力学分析方法 ,计算单向复合材料的弹性常数。认为每一纤维束的纤维体积含量与整个单胞的纤维体积含量相等。研究了三维编织复合材料代表性单胞模型的弹性常数预测 ,探寻三维编织工艺参数与力学性能之间的关系 ,利用刚度体积平均概念 ,预测三维四向编织复合材料的弹性常数 ,理论值与试验值取得了理想的吻合。 展开更多

关键词 三维四向编织复合材料 弹性性能 细观结构 单胞模型 预成形件

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三维四向编织复合材料的叠层板理论分析 被引量：1

11

作者 陈利 李嘉禄 +2 位作者 冯志海 姚承照 李学明 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期29-33,共5页

基于经典层合板理论和叠层板模型,建立了一种分析三维四向编织复合材料力学性能的方法。在叠层板模型中,代表性体积单元的厚度为编织复合材料的整体厚度,宽度为一个编织花节宽度,长度为一个编织花节长度,并简化为具有不同材料主方向的... 基于经典层合板理论和叠层板模型,建立了一种分析三维四向编织复合材料力学性能的方法。在叠层板模型中,代表性体积单元的厚度为编织复合材料的整体厚度,宽度为一个编织花节宽度,长度为一个编织花节长度,并简化为具有不同材料主方向的单向层板的叠合结构。不同层板间的交叉重叠按各层板性能的体积平均进行简化,同时假设代表性体积单元具有均匀的中面应变和曲率。此外,模型中考虑了编织纱线的排列方式以及表面纱线的影响。理论分析结果与实验值吻合较好。 展开更多

关键词 三维四向编织 复合材料 叠层板理论 力学性能 排列方式 曲率

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纤维取向对三维四向编织复合材料与层合复合材料振动性能的影响 被引量：3

12

作者 裴晓园 李嘉禄 何玉强 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期16-23,共8页

通过实验方法对不同纤维取向角度的炭纤维三维四向编织复合材料和层合复合材料振动性能进行了研究,根据实验结果分析了纤维取向角度对两种结构复合材料振动性能的影响,并对两种结构的动态性能进行了比较。实验表明:随着纤维取向角度的增... 通过实验方法对不同纤维取向角度的炭纤维三维四向编织复合材料和层合复合材料振动性能进行了研究,根据实验结果分析了纤维取向角度对两种结构复合材料振动性能的影响,并对两种结构的动态性能进行了比较。实验表明:随着纤维取向角度的增加,两种结构的同阶次固有频率都减小,同阶次损耗因子都增大。但在纤维取向角度基本相同的情况下,三维四向编织复合材料的固有频率比层合复合材料同阶次的固有频率高,层合复合材料的损耗因子比三维四向编织复合材料同阶次的损耗因子大。 展开更多

关键词 三维四向编织复合材料 层合复合材料 实验模态分析 纤维取向角

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纤维体积含量对炭纤维三维四向编织复合材料试验模态性能的影响 被引量：1

13

作者 裴晓园 李嘉禄 何玉强 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期267-270,275,共5页

通过试验方法对不同纤维体积含量的炭纤维三维四向编织结构复合材料振动性能进行了研究,根据试验结果分析了纤维体积含量对材料的振动性能的影响。试验表明,炭纤维三维四向编织复合材料随着纤维体积含量的增加,固有频率增大,阻尼比减小... 通过试验方法对不同纤维体积含量的炭纤维三维四向编织结构复合材料振动性能进行了研究,根据试验结果分析了纤维体积含量对材料的振动性能的影响。试验表明,炭纤维三维四向编织复合材料随着纤维体积含量的增加,固有频率增大,阻尼比减小;纤维体积含量越大,传递函数的共振峰值越高,加速度衰减曲线越衰减缓慢,材料的阻尼特性减小。 展开更多

关键词 三维四向编织复合材料 试验模态分析 固有频率 阻尼比

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三维编织复合材料抗侵彻性能——准静态侵彻实验与弹道侵彻有限元计算的对比 被引量：6

14

作者 顾伯洪 丁辛 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期1-4,共4页

用钢制圆柱锥体对四步法三维编织芳纶/环氧复合材料在MTS材料试验机上作准静态侵彻测试,得到准静态侵彻载荷一位移曲线,并由此计算得到侵彻功一位移曲线。在对复合材料侵彻破坏的细观观测中发现,复合材料主要以拉伸断裂方式为主并在受... 用钢制圆柱锥体对四步法三维编织芳纶/环氧复合材料在MTS材料试验机上作准静态侵彻测试,得到准静态侵彻载荷一位移曲线,并由此计算得到侵彻功一位移曲线。在对复合材料侵彻破坏的细观观测中发现,复合材料主要以拉伸断裂方式为主并在受侵彻面伴有压缩和剪切破坏。由于弹道侵彻破坏很难测量侵彻过程中的侵彻功随侵彻位移的变化,这里用有限元程序LS-DYNA960并结合由准静态得到的破坏判据、复合材料力学性质常数模拟动态侵彻,对比准静态侵彻功一位移曲线和弹道侵彻模拟曲线,两者有较好的一致性,表明用该类复合材料的准静态侵彻性能模拟弹道侵彻性能有一定的可行性。 展开更多

关键词 四步法三维编织复合材料 准静态侵彻 弹道侵彻 有限元模拟

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含孔隙三维四向编织复合材料力学性能的双尺度分析 被引量：10

15

作者 齐泽文 胡殿印 +2 位作者 张龙 曾雨琪 王荣桥 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1873-1879,共7页

为了更精确地对含孔隙三维四向编织复合材料的力学性能进行预测,基于双尺度分析方法分别研究了纤维束中的干斑和基体中的孔穴对三维四向编织复合材料宏观力学性能的影响。在纤维束微观尺度上,采用通用单胞法来预测纤维束等效力学性能参... 为了更精确地对含孔隙三维四向编织复合材料的力学性能进行预测,基于双尺度分析方法分别研究了纤维束中的干斑和基体中的孔穴对三维四向编织复合材料宏观力学性能的影响。在纤维束微观尺度上,采用通用单胞法来预测纤维束等效力学性能参数。在编织结构细观尺度上,利用代表性体积单元(RVE)和细观力学有限元法预测得到宏观等效弹性常数。将上述计算结果与文献实验数据进行对比,验证了双尺度分析方法的正确性。采用Monte-Carlo仿真技术在模型中投入气孔单元,分别在纤维束和基体中模拟干斑和孔穴,讨论了两种孔隙缺陷对三维四向编织复合材料力学性能的影响规律。结果表明:孔隙缺陷率对三维四向编织复合材料力学性能有较大的影响,且纤维束中的干斑较基体中的孔穴相比影响更大;在给定孔隙缺陷率(Pmv=Pfv=4%)情况下,沿编织方向弹性模量仅从13.6GPa变化到14.2GPa,说明孔隙的位置分布对沿编织方向的弹性模量影响很小。 展开更多

关键词 三维四向编织复合材料 孔隙缺陷 双尺度 材料性能预测

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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

16

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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基于声发射技术的三维编织复合材料压缩破坏分析 被引量：6

17

作者 严实 李冬华 +1 位作者 泮世东 冯吉才 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期22-28,共7页

基于声发射(AE)技术研究了不同编织角度的三维四向炭/环氧编织复合材料在压缩载荷作用下的破坏过程。分析了累积声发射能量,事件率,幅值和波形经过快速傅里叶变换后的峰值频率。同时,结合载荷-位移曲线,把破坏过程分成不同的阶段来深入... 基于声发射(AE)技术研究了不同编织角度的三维四向炭/环氧编织复合材料在压缩载荷作用下的破坏过程。分析了累积声发射能量,事件率,幅值和波形经过快速傅里叶变换后的峰值频率。同时,结合载荷-位移曲线,把破坏过程分成不同的阶段来深入理解编织复合材料的破坏机理。用光学显微镜观测试件的破坏表面。结果表明AE参数能很好地描述三维编织复合材料的破坏过程,而且破坏机理也可用AE特性来识别。 展开更多

关键词 三维四向 编织复合材料 压缩 破坏 声发射

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三维全五向编织复合材料的特性及制备 被引量：3

18

作者 张帆 许健 顾春辉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A01期350-353,共4页

三维编织复合材料是一种先进复合材料,在航空航天等尖端领域的应用越来越广泛。本文分析了传统三维编织复合材料的优势、用途及存在的缺陷和不足,并提出了改进该材料性能的可能途径,即发展一种新的三维全五向编织复合材料。针对三维全... 三维编织复合材料是一种先进复合材料,在航空航天等尖端领域的应用越来越广泛。本文分析了传统三维编织复合材料的优势、用途及存在的缺陷和不足,并提出了改进该材料性能的可能途径,即发展一种新的三维全五向编织复合材料。针对三维全五向编织复合材料这种新型的编织形式,提出了几种可能的工艺实现途径,指出用四步法编织是对材料性能影响最小,最可能实现工业化生产的途径。最后,以三维全五向编织法兰为例,对其在制备过程中的材料选择、模具设计及固化工艺进行了详细的讨论。 展开更多

关键词 复合材料 三维全五向编织 四步法 法兰 制备

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纤维体积分数对三维编织复合材料T型梁模态性能的影响 被引量：5

19

作者 王欢 李嘉禄 樊威 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期80-86,共7页

采用悬臂梁自由衰减振动的实验方法研究了碳纤维三维四向编织复合材料T型梁的模态性能,分析了纤维体积分数对其固有频率和阻尼的影响。将实验得到的固有频率结果与有限元得到的固有频率结果作了对比。结果表明:三维四向编织复合材料T型... 采用悬臂梁自由衰减振动的实验方法研究了碳纤维三维四向编织复合材料T型梁的模态性能,分析了纤维体积分数对其固有频率和阻尼的影响。将实验得到的固有频率结果与有限元得到的固有频率结果作了对比。结果表明:三维四向编织复合材料T型梁的模态性能与激振点位置无关。且其固有频率随纤维体积分数的增大而提高,阻尼性能随纤维体积分数的增大而降低。通过阵型可以准确判断T型梁固有频率的阶数。实验结果与计算结果相一致。 展开更多

关键词 三维四向编织 复合材料T型梁 模态分析

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三维全五向编织复合材料的细观结构分析 被引量：2

20

作者 张帆 刘振国 武哲 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期49-55,共7页

针对三维全五向编织复合材料,研究了其四步法编织工艺的实现过程,并详细描述了编织复合材料各控制区域内纱线的空间走向及运动规律,在此基础上建立了能反映三维全五向编织复合材料基本结构的几何单胞模型。通过分析编织物内纱线间的空... 针对三维全五向编织复合材料,研究了其四步法编织工艺的实现过程,并详细描述了编织复合材料各控制区域内纱线的空间走向及运动规律,在此基础上建立了能反映三维全五向编织复合材料基本结构的几何单胞模型。通过分析编织物内纱线间的空间挤压关系,设定合理的假设,计算了全五向编织复合材料的纤维体积含量,并分析了纤维体积含量与编织工艺参数之间的关系,为进一步研究该材料的力学性能奠定了基础。 展开更多

关键词 三维全五向编织 复合材料 四步法 几何单胞模型 纤维体积含量

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