Z纱对多层织物复合材料结构件层间剥离行为的影响规律

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1、Ｚ－ｈｅｉａｎｉＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｊｇＳｃ硕士专业学位论文Ｐ’ｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＭａｓｔｅｒｓＴｈｅｓｉｓ＠）中文论文题目：Ｚ纱对多层织物复合材料结构件层间剥离行为的影响规律－英文论文题目ｌｕｅｎｃｅｏｆＺｙａｒｎｆｏｒｔｈｅＭｕｌｔｉｌａｙｅｒｆａｂｒｉｃ：Ｉｎｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｔｅｒｌａｙｅｒｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒ专业学位类别：工程硕士专业学位专业学位领域：机械工程领域（全日制专业学位）作者姓名：汪茂林指导教师：吴震宇完成日期：２０１７年１２月１４日浙江理工大学学位论文独创性声明

2、本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：２Ｗ只年５月／０日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江理工大学有权保留并向国家有关。部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅本人授权浙江理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关、数据

3、库进行检索和传播，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：签字日期：年３月６日及导师签名：＼＼签字？日期：年２月日浙江理工大学硕士学位论文Z纱对多层织物复合材料结构件层间剥离行为的影响规律摘要纺织复合材料以其质量轻强度大的特性被广泛应用与航空和海洋等工程领域。今年来随着人们环境保护意识提升和不可再生能源的消耗，使得轻量化和低油耗成为工业设计中一项重要指标。越来越多的汽车公司开始投入研究和应用纺织复合材料来代替汽车上的相关金属钣金结构。因而具有一定截面结构的纺织复合材料被提出，如复合材料管材、T型梁、

4、U型槽等。而纺织复合材料的织物增强体结构是影响复合材各项力学性能的重要因素，因此大量的织物增强体被研发织造出来。其中常见的机织物增强体有单向织物、平纹织物和三维正交织物。这种复合材料具有损伤容限强、近似成型以及生产效率高等显著优势。增强织物结构对复合材料构件在不同载荷条件下的力学特性有直接影响。本文对具有半六角截面结构的三种不同织物增强复合材料结构件的力学性能进行了实验和仿真研究。三种不同织物结构分别是，一维单向织物、二维平纹织物和三维正交织物。这三种织物增强体的载体为树脂，利用真空模具辅助成型的方法制备具有半六角截面结构的织物树脂复合材料。这种半六角结构件被广泛地应用于汽车领域。其轴向压缩性

5、能在工业应用中非常重要，因此本文主要通过实验和有限元模拟研究这种半六角复合材料结构件的轴向压缩性能，并分析三中复合材料在准静态轴向压缩载荷下的织物结构对破坏的影响。本文具体内容将从以下几个方面展开：第二章主要陈述半六角织物复合材料结构件样本的制备过程。首先详细说明半六角结构件的应用和相关截面尺寸设计，根据截面尺寸设计复合材料成型所需金属模具。然后重点描述了三种不同织物增强体的织造过程和结构特点。最后详细说明利用真空模具辅助成型技术制备织物复合材料的整体流程。第三章对实验试样进行全尺度的有限元建模和破坏准则说明。首先通过对模型的提出假设，其次根据假设简化建立具特有轨迹的各纱线单元和树脂单元。最后

6、结合本文中所建立单元特性选择利用柔性破坏和剪切破坏准则来模拟破坏的初始和发展。第四章针对三种不同织物复合材料进行了轴向压缩实验。详细介绍了实验过程和所记录的相关数据。然后重点分析实验结果得到，三种织物复合材了在受轴向压溃时表现出三种不同的破坏模式，分别是逐步分层破坏、整体曲屈折叠破坏和混合破坏。通过对比实验数据得到三种织物复合材料中多层单向织物复合材料在受轴向载荷时峰值力最低，但其能量吸收性能最好。而三维正交织物复合材料其峰值力最高，但其能量吸收性能最差。I浙江理工大学硕士学位论文Z纱对多层织物复合材料结构件层间剥离行为的影响规律第五章结合仿真结果和实验结果分析三种织物复合材料结构件的破坏特点

7、。将仿真结果中的力-位移曲线与实验结果中的力-位移曲线进行对比说明仿真结果的可靠性。通过均质半六角结构件仿真模拟分析半六角结构在受轴向压缩时特有应力分布和破坏模式。然后根据仿真结果中纱线上的应力分布和仿真结果中内部破坏现象得出，织物增强体的结构特点导致复合材料内部受力不同，从而得到不同的破坏模式和不同的力学性能。第六章对本文工作进行总结并对后续研究进行展望。关键词：半六角；复合材料结构件；准静态；