三维全五向编织复合材料的细观结构分析.pdfVIP

三维全五向编织复合材料的细观结构分析 ／张 帆等 ·49 · 三维全五向编织复合材料的细观结构分析 张 帆，刘振 国，武 哲 (北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京 100191) 摘要 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。 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 中图分类号：T13330．1 文献标识码 ：A M icrostructureAnalysisofThree-dimensionalFullFive-directional BraidedComposites ZHANG Fan，LIU Zhenguo，WU Zhe (SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191) Abstract Inallusiontothree-dimensionalfullfive-directionalbraidedcomposites。itsfour-stepbraidingteeh- nicsiscarriedout，themovementtracesofyamscarriersonthebraidingmachinebedandthespatialtracesofyarnsin differentcontrolareasweretraversed．Thegeometricunitcellmodelsofthethree-dimensionalfullfive-directional braidedcompositeswereestablishedonthepattern oftheyarnmovement．Byanalyzingthespatialconfigurationof yarns，givingreasonableassumptions，thefibervolumecontentofthethree-dimensionalfuUfive-directionalbraided compositeswascalculated．Therelationshipsbetweenthefibervolumecontentandbraidingparameterswereanalyzed． Thispaperlaysthefoundationfortheanalysisofthemechanicalpropertiesofthesecomposites． Keywords three-dimensionalfullfive-directionalbraiding ，composites，four-stepbraiding，thegoemetricunit cellmodels。thefibervolumecontent 笔者在文献[1O]中已做了详细分析，并据此提出了三维全五 0 引言 向编织结构，克服了传统编织结构的不足，提出其潜在的性 先进结构复合材料是支撑航空航天、交通运输、现代 国 能优势。为了充分研究三维全五向编织复合材料的力学性 防建设等领域不可缺少乃至不可替代的重要物质基础，也是 能，本实验对其细观结构进行了详