双轴向经编针织复合材料论文-张发,万玉敏

双轴向经编针织复合材料论文-张发,万玉敏

导读:本文包含了双轴向经编针织复合材料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:经编针织,双轴向,复合材料,有限元

双轴向经编针织复合材料论文文献综述

张发,万玉敏[1](2017)在《针织线圈体积分数对多轴向经编复合材料冲击压缩性质的影响》一文中研究指出基于介观双轴向经编针织复合材料叁维实体模型,分别建立五种不同针织纱纤维体积含量的织物增强结构。从纤维束单胞尺度揭示介观纤维束在不同受力情况下的力学响应,同时把预测得到的纤维束力学性质赋予叁维实体织物增强结构。研究针织纱纤维体积含量对复合材料动态和准静态压缩下的力学性质影响。结果显示,该有限元方法可以有效地模拟预测多轴向经编复合材料压缩性质;同时有效地揭示了纤维束单胞在受不同方向加载情况下的应力分布场和破坏模式;最后揭示了针织纱体积含量高的情况下,对多轴向复合材料压缩性质影响较大,当体积含量低于1.5%时,可以忽略针织纱对复合材料才作用,把多轴向复合材料直接视为粗纱增强的层合板。(本文来源于《第叁届中国国际复合材料科技大会论文集》期刊2017-10-21)

张发,万玉敏[2](2017)在《针织线圈体积分数对多轴向经编复合材料冲击压缩性质的影响》一文中研究指出基于介观双轴向经编针织复合材料叁维实体模型,分别建立五种不同针织纱纤维体积含量的织物增强结构。从纤维束单胞尺度揭示介观纤维束在不同受力情况下的力学响应,同时把预测得到的纤维束力学性质赋予叁维实体织物增强结构。研究针织纱纤维体积含量对复合材料动态和准静态压缩下的力学性质影响。结果显示,该有限元方法可以有效地模拟预测多轴向经编复合材料压缩性质;同时有效地揭示了纤维束单胞在受不同方向加载情况下的应力分布场和破坏模式;最后揭示了针织纱体积含量高的情况下,对多轴向复合材料压缩性质影响较大,当体积含量低于1.5%时,可以忽略针织纱对复合材料才作用,把多轴向复合材料直接视为粗纱增强的层合板。(本文来源于《第叁届中国国际复合材料科技大会摘要集-分会场6-10》期刊2017-10-21)

方芳[3](2015)在《双轴向经编针织复合材料压缩性质应变率效应和失效机理》一文中研究指出双轴向经编针织物(biaxial warp-knitted,简写为BWK)在经编地组织衬入伸直纱线,经编组织使衬入纱线形成稳定结构,沿纱线方向具有高拉伸刚度和强度。双轴向经编针织物可作为增强体用于风力发电、航空航天等领域。本课题以压缩试验为基础,建立细观结构简化模型,利用有限元方法研究双轴向经编针织复合材料压缩性能,分析破坏机理。论文主要工作有:(1) BWK复合材料冲击压缩试验:采用MTS-810材料测试系统和分离式霍普金森压杆完成BWK复合材料不同应变率范围内的冲击压缩试验,获取应力-应变曲线、破坏形态特征。试验结果表明:BWK复合材料对应变率敏感,最大应力和压缩刚度随应变率增大而增大,失效应变随应变率增大而减小;BWK复合材料厚度方向失效模式为剪切破坏,面内方向准静态时失效模式为剪切破坏,高应变率时材料主要是分层破坏。(2) BWK复合材料细观结构模型的简化:经编纱的力学性质融进树脂内,简化为“等效树脂”。依据BWK的结构特点,确定等效树脂最小代表体积单元(RVE),将RVE分割成一系列纤维体积含量相同的“亚单胞”,计算局部坐标系下“亚单胞”刚度矩阵,并转换成全局坐标系下“亚单胞”刚度矩阵,根据体积平均思想计算得到等效树脂的刚度矩阵,简化后BWK复合材料只包含等效树脂与经纬纱。在有限元软件ABAQUS中创建BWK复合材料细观结构简化模型。(3)有限元计算结果分析:在商用有限元软件ABAQUS中模拟BWK复合材料准静态压缩和高应变率冲击压缩破坏过程。模拟结果与试验结果吻合较好,证明本文所建有限元细观结构简化模型在预测压缩性能方面有效。通过观察应力波在经纬纱和树脂中的传播,揭示复合材料破坏机理:BWK复合材料面外压缩失效模式为剪切破坏,产生两条与压缩轴成45°夹角的剪切带,切断与剪切带不在一个平面上的纤维束,树脂也沿着剪切带开裂。复合材料被分割成叁部分发生滑移,导致较大塑性变形。面内方向上失效模式主要是分层破坏。应力由受压面向另一端面传递,纤维束间树脂首先发生碎裂,层间发生分离。主要由纤维束承受压缩载荷,纤维束发生屈曲变形使复合材料产生分层。(本文来源于《东华大学》期刊2015-01-09)

方芳,潘忠祥[4](2014)在《双轴向经编针织复合材料的冲击压缩性能》一文中研究指出利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对双轴向经编针织(BWK)复合材料在面外、面内共叁个方向进行了高应变率压缩试验,并在MTS材料试验机上进行了准静态压缩试验。计算并提取各应变率下的应力-应变曲线,观察各应变率下材料的破坏形态特征。结果表明,双轴向经编针织(BWK)复合材料具有应变率敏感性和各向异性,在面外压缩中其破坏形态主要是剪切破坏,在面内压缩中准静态下为剪切破坏,在高应变率下为分层破坏。(本文来源于《玻璃钢/复合材料》期刊2014年10期)

高晓平,冯祺[5](2014)在《基于ESAComp 3.0的叁轴向经编针织复合材料拉伸性能计算》一文中研究指出多轴向经编织物是由玻璃粗纱通过一定规律铺层,由经编针织纱沿纵向缝编而成的多层织物。本文研究的多轴向经编针织物由4个系统的纱线组成,即0°纱、±45°纱及经编纱。本文为简化分析,复合材料拉伸性能计算时将经编纱的力学性能等效至基体。基于ESAComp3.0建立复合材料细观结构简化模型,数值计算叁轴向经编复合材料拉伸性能。(本文来源于《纤维复合材料》期刊2014年03期)

竺铝涛,顾伯洪[6](2011)在《双轴向多层经编针织复合材料弹道侵彻破坏》一文中研究指出双轴向经编针织结构由于在地组织中以0°和90°方向衬入经纱和纬纱,使针织物同时具有良好的可成形性和沿着纤维轴向较高的拉伸模量和强度,由于针织物轴向纤维束不参与交织,借助针织纱的捆绑而形成稳定的织物结构,该结构中轴向纤维束的强度利用系数从理论上达到100%。在冲击载荷下,双轴向多层经编针织复合材料(BMWK)中应力波能传递到更大的面积,使该复合材料有较高的冲击损伤容限和能量吸收能力。该类材料用于弹道冲击防护领域有巨大的应用潜力,论文将(本文来源于《第十届全国冲击动力学学术会议论文摘要集》期刊2011-07-26)

徐艳华[7](2011)在《双轴向交织纬编针织复合材料加工制造及其拉伸性能研究》一文中研究指出本课题是对自主研发的一种新型的经纱与纬纱呈交织状态的双轴向纬编织物及其增强复合材料的拉伸性能进行研究。由于该织物中既有针织物的线圈结构,又有机织物的交织结构,又称之为机织针织复合结构(Co-woven-knitted Fabric,简称CWK织物)。该织物将机织和针织两种结构结合起来,同时融合两种结构的性能和特点。与常见的双轴向针织物相比,最大的不同是CWK织物中的经纱与纬纱有交织。鉴于CWK织物性能与结构参数之间的密切联系,首先对CWK织物的结构进行了深入的研究,确定其编织工艺,并设计了其相应的编织装置和给纱装置;随后在普通针织横机上进行改造,并编织出CWK织物,实现了该新型结构织物的编织,验证了其编织的可行性,同时对CWK织物的上机编织工艺加以分析和讨论,内容包括编织机件的配置及配合、各种纱线的张力调节、经纱位置的控制及前后机头的同步控制等等,并进行了实际上机编织操作,逐步进行编织工艺和编织机件的完善和优化。在编织工艺优化之后,选用了玻璃纤维粗纱作经纱和纬纱,高强涤纶丝作针织纱,进行了CWK织物的编织,并确定了适用于高性能纤维CWK织物的编织工艺。首次编织出该种织物后,对其拉伸性能进行的试验,初步了解其力学性能,结果发现其经向和纬向的力学性能差异较大,这将影响该类织物的应用范围。在此基础上,重新选择经纱、纬纱和针织纱,适当调整了纬纱的衬入密度,重新编织出CWK织物。改进后的CWK织物的经向和纬向的拉伸性能进行试验之后,发现两个方向的力学性能的差异得到极大的改善。该类织物的力学行为同时具有机织结构和针织结构的性能,可以看作是两种结构的复合。同时,该类织物的轴向力学性能可以通过调整经纱、纬纱的线密度和衬入密度来改变,以达到应用上的需要。此外,在同一台样机上用同样的纱线,编织出纬编双轴向多层织物(MBWK),将其拉伸性能与CWK织物的性能进行对比研究。结果显示两者的轴向拉伸性能有很大的相似性,在拉伸过程中,先由其中的经纱和纬纱,在较低的伸长下,承担较高的负荷直至破坏,然后再由针织结构,在较高的伸长下,承担较低的负荷,直至针织结构破坏。另外,CWK织物中由于经纱和纬纱的屈曲,对经纱和纬纱拉伸强力的发挥有一定的影响,但CWK织物中经纱和纬纱的交织使得针织纱的“预牵伸”作用更为突出,进而针织纱对经纱和纬纱的捆绑作用更好,经纱层与纬纱层之间更为紧密。以CWK织物作为增强材料制成复合材料,在对其拉伸性能试验和分析后,发现CWK织物增强复合材料的轴向拉伸性能表现出比较好的线性,其拉伸强度主要该方向的经纱或纬纱强力及其衬入密度决定;CWK织物增强复合材料的轴向拉伸力学性能的差异,可以通过其预制件的纬纱和经纱衬入密度的合理设计来减小;CWK织物增强复合材料经纬向拉伸曲线都存在拐点,这是由于经纬纱交织导致纱线弯曲的结果,经纱的弯曲程度高于纬纱;与普通纬编针织物增强复合材料相比,CWK织物增强复合材料具有较高的初始模量和断裂强度;CWK织物增强复合材料,在横向拉伸时,通常是沿着纵行方向发生断裂,在纵向拉伸时,通常是沿着横列方向发生断裂;在45°斜向拉伸时,断口沿纬纱方向。45°斜向的拉伸强度和模量最低,但拉伸能量吸收最高。同时对MBWK织物增强复合材料的拉伸性能进行了对比研究,研究表明由于经纱和纬纱的交织,降低了CWK织物的中经纱和纬纱强力的发挥,但在两种织物均制成复合材料之后,MBWK增强复合材料中的经纱和纬纱的屈曲比MBWK织物中的经纱和纬纱的屈曲有明显增大,因而MBWK织物增强复合材料的轴向性能与CWK织物增强复合材料的轴向性能基本相同。CWK织物由针织纱、经纱和纬纱叁部分组成。在一定的假设条件下,选取了CWK织物结构单胞及体积代表元RVE,利用几何分析的方法,建立了CWK织物叁维几何模型。通过分段计算可得到经纱、纬纱和针织纱的长度,理论预测与实际试验值吻合良好,证实了所建模型的有效性和实用性。成型后的纤维体积分数通过织物结构参数和实测纱线长度进行计算,所得实验值与模型计算理论值有很好的一致性,进一步说明所建模型的有效性和实用性。讨论了在给定的织物紧度下,随着针织纱与衬纱线密度之比的变化,总纤维体积分数的变化趋势。在给定的较大的织物紧度下,随着针织纱与衬纱线密度之比的增大,总纤维体积分数先是逐渐下降到一个最小值,然后再增大。在针织纱与衬纱线密度之比由小变大时,针织纱的纤维百分含量随之增大,而衬纱的纤维百分数随之减小;在给定的较小的织物紧度下,随着针织纱与衬纱线密度之比的增大,总纤维体积分数也是由小逐渐增大。这提供了一个给定针织纱或衬纱的纤维百分含量的CWK织物,如何去选择针织纱或衬纱的线密度的依据。成型后的双轴向交织纬编织物增强复合材料的叁维模型与织物的几何模型基本一致。利用所建立的CWK织物叁维结构模型,根据经、纬纱纤维束及针织纱在RVE中的几何形态、各纱束每一微元段在RVE总体坐标的位置,确定了各系统纱线的取向度;将固化后的经、纬纱纤维束及针织纱看作为纤维单向复合材料,采用体积平均的分析方法,进行细观力学分析,对经纱、纬纱、针织纱和基体的局部刚/柔度矩阵进行分析,计算出各自在局部坐标下的柔度和刚度;利用混合率法则和等应力及等应变边界条件的最佳系数组合对四个子元的刚/柔度进行组合,从理论上得到材料的总体刚/柔度矩阵和工程弹性常数。并用MATLAB语言编程,实现了CWK织物增强复合材料弹性常数理论预测模型的计算,分析表明采用这种分析方法所得到的弹性常数理论预测值与试验结果吻合良好。通过对CWK织物及其增强复合材料的力学性能的试验和理论分析与预测,对这种织物及其增强复合材料的力学性能有了较全面的理解,为以后更深入地研究和设计这种织物及其复合材料的结构和性能奠定了良好的基础,同时本文的分析方法对其他类似材料的分析具有一定的借鉴作用。(本文来源于《东华大学》期刊2011-01-01)

金利民,竺铝涛[8](2009)在《双轴向经编针织复合材料的弹道侵彻破坏》一文中研究指出通过真空辅助树脂传递模压法(VARTM)制造双轴向经编针织复合材料。在350~750m/s冲击速度范围内对复合材料作弹道冲击测试,得到弹体的入射速度、剩余速度及动能损失,弹体的剩余速度与入射速度近似满足线性关系,动能损失随弹速的增加呈现先上升后下降的状态。考察复合材料靶体的弹道侵彻破坏损伤形态,发现复合材料受弹面的破坏区域较子弹出射面的破坏区域小且破坏形态不同,由此揭示双轴向经编针织复合材料的弹道侵彻破坏模式与机理。(本文来源于《纤维复合材料》期刊2009年03期)

金利民[9](2009)在《双轴向经编针织复合材料弹道侵彻破坏的细观结构模型和计算》一文中研究指出双轴向经编针织物由叁个系统的纱线组成,即经纱、纬纱与经编针织纱,其中经纱和纬纱互不交织而直接以0°/90°铺层排列,使织物和复合材料具有较高的面内刚度和强度;针织纱在厚度方向上对经纬纱起束缚作用,维持织物整体的结构稳定性,提高织物增强复合材料的断裂韧性和层间剪切强度。该织物形成的复合材料具有较高的面内刚度,冲击能量将以较高的应力波速扩展到复合材料的大面积区域。本论文主要工作是:(1)利用真空辅助树脂传递模压成型技术制造双轴向经编针织复合材料;(2)测试复合材料靶板的弹道冲击性能,得到在不同入射速度下弹体的剩余速度并考察复合材料破坏形态与破坏模式;(3)将经编针织纱的力学性能转化于基体,建立复合材料细观结构简化模型与弹道侵彻模型,结合商用有限元软件ABAQUS分析复合材料的弹道侵彻性能;(4)比较实验和有限元计算的结果,分析两者在弹体剩余速度、弹体动能吸收以及复合材料靶板破坏形态等方面的一致性和差异性并研究复合材料的破坏机理。本文研究为双轴向经编针织复合材料在弹道或高速冲击加载条件下的防护设计提供一种切实有效的预测方法。希望本工作可以应用于飞行器、高速车辆和弹道防护等工程领域的双轴向经编针织复合材料结构设计。(本文来源于《东华大学》期刊2009-06-01)

尤彩萍,胡红[10](2009)在《交织双轴向纬编针织结构及增强复合材料的拉伸性能》一文中研究指出介绍了一种新型的交织双轴向纬编针织结构,以高强涤纶作针织纱.玻璃纤维为衬经和衬纬纱线编织出织物样品,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)加工成复合材料,通过对不同拉伸方向、不同铺层的拉伸试验进行比较,探讨了该复合材料的拉伸性能.结果表明,单层铺层复合材料经纬向的拉伸性能存在较大的差异,拉伸曲线存在拐点,采用双层90°铺层可减少复合材料经纬向拉伸性能的差异,并有效地提高复合材料的拉伸力学性能.(本文来源于《东华大学学报(自然科学版)》期刊2009年01期)

双轴向经编针织复合材料论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

基于介观双轴向经编针织复合材料叁维实体模型,分别建立五种不同针织纱纤维体积含量的织物增强结构。从纤维束单胞尺度揭示介观纤维束在不同受力情况下的力学响应,同时把预测得到的纤维束力学性质赋予叁维实体织物增强结构。研究针织纱纤维体积含量对复合材料动态和准静态压缩下的力学性质影响。结果显示,该有限元方法可以有效地模拟预测多轴向经编复合材料压缩性质;同时有效地揭示了纤维束单胞在受不同方向加载情况下的应力分布场和破坏模式;最后揭示了针织纱体积含量高的情况下,对多轴向复合材料压缩性质影响较大,当体积含量低于1.5%时,可以忽略针织纱对复合材料才作用,把多轴向复合材料直接视为粗纱增强的层合板。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

双轴向经编针织复合材料论文参考文献

[1].张发,万玉敏.针织线圈体积分数对多轴向经编复合材料冲击压缩性质的影响[C].第叁届中国国际复合材料科技大会论文集.2017

[2].张发,万玉敏.针织线圈体积分数对多轴向经编复合材料冲击压缩性质的影响[C].第叁届中国国际复合材料科技大会摘要集-分会场6-10.2017

[3].方芳.双轴向经编针织复合材料压缩性质应变率效应和失效机理[D].东华大学.2015

[4].方芳,潘忠祥.双轴向经编针织复合材料的冲击压缩性能[J].玻璃钢/复合材料.2014

[5].高晓平,冯祺.基于ESAComp3.0的叁轴向经编针织复合材料拉伸性能计算[J].纤维复合材料.2014

[6].竺铝涛,顾伯洪.双轴向多层经编针织复合材料弹道侵彻破坏[C].第十届全国冲击动力学学术会议论文摘要集.2011

[7].徐艳华.双轴向交织纬编针织复合材料加工制造及其拉伸性能研究[D].东华大学.2011

[8].金利民,竺铝涛.双轴向经编针织复合材料的弹道侵彻破坏[J].纤维复合材料.2009

[9].金利民.双轴向经编针织复合材料弹道侵彻破坏的细观结构模型和计算[D].东华大学.2009

[10].尤彩萍,胡红.交织双轴向纬编针织结构及增强复合材料的拉伸性能[J].东华大学学报(自然科学版).2009

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