陈利
,
梁子青
,
马振杰
,
刘景艳
,
李嘉禄
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2005.08.001
通过对具有不同编织结构参数的三维五向编织复合材料试件的纵向拉伸和压缩实验,分析了该类材料的纵向拉、压刚度和强度随编织工艺参数的变化规律以及材料的失效形式.三维五向编织复合材料在破坏前基本保持线弹性,纵向拉、压破坏具有脆性特征,拉伸模量和压缩模量比较接近,但拉伸强度远大于压缩强度.编织角和纤维体积含量对材料性能的影响显著,纱线粗细的影响不大.提高第五向纱线的比例,可提高材料的纵向性能.此外,研究中采用短标距薄板试件,以避免试件产生整体屈曲和端部纤维束开裂破坏.
关键词:
复合材料
,
三维编织
,
力学性能
,
实验研究
陈利
,
许正亚
,
马振杰
,
李嘉禄
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.03.031
在渐进均匀化理论基础上,建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.通过对单向纤维增强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.
关键词:
复合材料
,
均匀化方法
,
数字化模型
,
EBE
