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三维编织复合材料的单向拉伸损伤分析

  
编号:99-578788 | doc 格式 | 2.09M | 47 页
三维编织复合材料的单向拉伸损伤分析

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目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 国内外三维编织复合材料研究进展 2
1.2.1细观几何模型研究 2
1.2.2强度性能研究 4
1.3本文的研究目的和意义 6
1.4本文研究的主要内容 7
1.5经济可行性分析 8
1.6小结 8
第二章ABAQUS软件介绍及实例模拟 9
2.1引言 9
2.2 ABAQUS软件总体介绍..........................................................................9
2.3 ABAQUS主要模块..................................................................................9
2.4结构模态分析详解 10
2.4.1动力学分析概述 10
2.4.2动力学有限元法的基本原理 11
2.4.2.1模态和固有频率 11
2.4.2.2振型的叠加 12
2.4.2.3阻尼的设定 12
2.4.3模态分析概述 13
2.4.4有预应力的模态分析 14
2.5实例分析——薄壳零件结构的模态分析 14
2.5.1问题描述 14
2.5.2问题分析 15
2.5.3创建部件 15
2.5.4创建材料和截面属性 16
2.5.5定义装配件 16

2.5.6设置分析步和历史输出量 17
2.5.7定义载荷和边界条件 17
2.5.8划分网格 18
2.5.9结果分析 19
2.5.10后处理 19
2.6小结 21
第三章 细观模型介绍及损伤本构模型 22
3.1引言 22
3.2细观有限元模型 22
3.2.1三维四向编织复合材料单胞几何模型 22
3.2.2周期性边界条件 23
3.2.3单胞网格划分 25
3.3含损伤组分材料本构关系 26
3.4损伤准则 27
3.5材料性能退化方案及分析流程 28
3.6小结 30
第四章 三维编织复合材料单向拉伸损伤模拟及强度预测 31
4.1引言 31
4.2有限元数值分析与讨论 31
4.2.1应力-应变分析 32
4.2.2损伤扩展分析 33
4.3小结 35
第五章 结论与展望 36
5.1 结论 36
5.2未来展望 37
致谢 38
参考文献 39


摘要 三维编织复合材料是一种逐渐开始流行的复合材料,它是人们把两种技术联合在一起即编织技术和复合材料技术,最终形成的一种高性能材料。所以,三维编织复合材料拥有比重小、比强度高、耐腐蚀、抗冲击能力及抗损伤能力强的优点。因此,对于航空航天领域,它拥有自身构造的减重性和承载性能良好的特点,已经得到了广泛的运用,并且有非常高的潜力,也能够在航空航天、建筑行业、船舶行业、机械行业、体育用品、医疗卫生等方面得到有效的利用。当前,有关于材料强度预测和损伤模拟分析的研究情况还比较少,对于这种情况还应该继续做进一步的探索研究。本文的主题是对三维编织复合材料的单向拉伸损伤的情况进行分析和探究,同时还预测了它的强度性能,主要做了如下内容:
(1)本文介绍了三维编织复合材料的相关情况以及国内外的研究。
(2)本文详细地对ABAQUS软件进行了了解和介绍,包括其建模方法、网格划分、边界条件施加、后处理等等运用,这对于我们后面针对损伤分析的计算具有非常大的帮助。
(3)本文的主题是对三维四向编织复合材料的单向拉伸损伤的情况进行分析和探究,根据ABAQUS平台,模拟了损伤的情况,预测了强度性能。最后,预测的模拟情况与试验结果在大体情况上相吻合。
(4)本文还完成了对材料损伤模型的应力应变分布的探究,分析表明:在应变达到损伤之前,我们可以得出应力应变曲线一直保持着良好的线性关系。如果发生局部损伤的情况对于宏观应力应变曲线的影响并不大,但在损伤累积到一定程度以后,曲线开始呈现非线性,最终材料的损坏是由于损伤不断的产生而导致。


关键词:三维编织,复合材料,强度性能,损伤模拟,单向拉伸


  
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