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题名基于数字单元法的三维正交织物微观几何结构建模
被引量：8
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作者
马莹
何田田
陈翔
禄盛
王友棋
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机构
重庆邮电大学先进制造工程学院
堪萨斯州立大学复合材料实验室
西安交通大学
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出处
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期59-66,共8页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(11802047)
重庆市教委科学技术研究计划项目(KJQN201900632)
重庆市留学人员回国创业创新项目(cx2018126)。
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文摘
为了反映织物内部纱线的空间构型和微观几何结构,针对在织物建模过程中,因忽略纤维间的相互作用而引起的纱线截面形状变化的问题,基于数字单元法理论,提出了一种计算纤维间摩擦力的方法。通过纱线纤维化离散,用数值模拟和仿真方法模拟三维正交织物成型过程,建立了5种精度递进的微观几何结构数值模型。5种模型中的每根纱线分别由4、7、12、19和37根数字纤维表征。研究结果表明:随着纱线纤维化离散程度的提高,仿真时间延长,织物厚度减小,纤维体积分数增大,节点平均作用力下降速度变缓,势能变小;当每根纱线由19根数字纤维组成时,所建织物的微观几何结构数值模型与真实织物样本在显微镜下的内部切片图像较为吻合。
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关键词
三维机织复合材料
三维正交织物
数字单元法
微观几何结构
纱线纤维化离散
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Keywords
three-dimensional woven composite
three-dimensional orthogonal woven fabric
digital element approach
micro-geometry
yarn discretization
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分类号
TS105.1
[轻工技术与工程—纺织工程]
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题名不同纱线张力下的三维正交织物微观几何结构建模
被引量：4
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作者
刘岳岩
马莹
禄盛
邓聪颖
陈翔
赵洋
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机构
重庆邮电大学先进制造工程学院
西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室
堪萨斯州立大学复合材料实验室
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出处
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2021年第1期19-27,共9页
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基金
重庆市教委科学技术研究计划项目(KJQN201900632)
重庆市留学人员回国创业创新项目(cx2018126)。
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文摘
从织物组织入手,建立纱线截面形状为圆形的三维正交织物拓扑结构。在此基础上,采用数字单元法理论在纱线首尾两端施加周期性边界和恒定张力,并通过纱线纤维化离散方法,将纱线分为既定数量的数字纤维,进而改变其截面形状和空间构型,实现织物织造成型过程的动态仿真。研究结果表明,施加较大的经纬纱张力及较小的接结纱张力,所得数值模型的经纱与纬纱厚度均匀且能保持伸直状态,接结纱截面变化情况与真实正交织物相符。当经纬纱线张力为0.2 N、接结纱张力为0.01 N时,织物数值模型厚度与实验值仅差9.55%,其微观几何结构与织物样本显微图像吻合度较高,验证了数字单元法理论在织物亚纱线尺度建模的有效性。
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关键词
三维正交织物
亚纱线尺度
纱线张力
数字单元法
周期性边界条件
复合材料
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Keywords
3D orthogonal woven fabric
sub-yarn scale modeling
yarn tension
digital element approach
periodic boundary conditions
composites
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分类号
TB332
[一般工业技术—材料科学与工程]
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