緯編雙軸向多層襯紗織物增強(qiáng)復(fù)合材料面內(nèi)力學(xué)性能研究.pdf

1、為了加快這種新型復(fù)合材料的推廣和應(yīng)用,該論文系統(tǒng)研究了MBWK織物增強(qiáng)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、面內(nèi)力學(xué)性能,并探討了該類復(fù)合材料在防彈領(lǐng)域的應(yīng)用.首先研究了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的線圈結(jié)構(gòu).通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),不同于機(jī)織物、編織物等傳統(tǒng)的紡織復(fù)合材料,MBWK織物增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)有其獨(dú)特之處:該結(jié)構(gòu)由三個(gè)系統(tǒng)的紗線組成,緯編組織呈立體狀成圈.我們經(jīng)過(guò)合理分解復(fù)合材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu),對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)作了必要的簡(jiǎn)化之后,得到了可以進(jìn)行幾何和力學(xué)分析的結(jié)構(gòu)單元,也就是說(shuō)

2、,線圈結(jié)構(gòu)可以用數(shù)學(xué)方法描述,所以該論文第一次提出了MBWK織物增強(qiáng)復(fù)合材料線圈結(jié)構(gòu)的幾何模型并分析了這種復(fù)合材料整體的結(jié)構(gòu)形態(tài)特點(diǎn).為了改善幾何法建立線圈模型的不足,并且對(duì)這種復(fù)合材料的成型工藝提供理論指導(dǎo),該論文從計(jì)算機(jī)圖形學(xué)角度出發(fā),利用當(dāng)今世界發(fā)展較快、具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的非均勻有理B樣條(NURBS)方法對(duì)此種復(fù)合材料的線圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬.NURBS插值曲線能夠直接體現(xiàn)線圈的形態(tài),不僅直接反映線圈紗線在空間的分布及取向,而且可以

3、簡(jiǎn)化MBWK織物增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)描述.論文還對(duì)這兩種擬和曲線的結(jié)果作了對(duì)比.其次,該文結(jié)合復(fù)合材料經(jīng)典層合板理論(CLT)研究了MBWK織物增強(qiáng)復(fù)合材料的面內(nèi)力學(xué)性能.具體分三個(gè)方面:其一根據(jù)纖維束的紡織構(gòu)造找出其組織細(xì)胞種類和每種細(xì)胞的纖維束結(jié)構(gòu).其二是確定在細(xì)胞所定義的空間中包含的纖維束數(shù)和每根纖維束在該空間的幾何位置以及纖維束之間的關(guān)聯(lián)狀況;第三點(diǎn)是所有細(xì)胞都應(yīng)看作是進(jìn)行力學(xué)分析和物理性能估算的微觀力學(xué)模型,由此可以求得MB