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机械设计与制造2024年第12期:2.5维机织复合材料TCM细观分胞模型研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘浩龙;温卫东;崔海涛;张宏建;

单位:上海飞机设计研究院;南京航空航天大学能源与动力学院;

摘要:从真实反映制造工艺对2.5维机织复合材料厚度方向上纱线束截面尺寸的影响出发,在传统二元分胞模型基础上提出了一种新的胞体—过渡胞,进而在细观尺度上建立了2.5维机织复合材料三胞体模型(TCM)。该模型反映了不同厚度位置经纱几何参数的差异,弥补了传统分胞方法的不足。基于TCM和刚度体积平均方法预测了几种典型2.5维机织复合材料包括弹性模量在内的力学性能,并与实验结果进行了对比。分析结果表明,基于TCM的预测结果相比传统模型预测精度更高;另外,经向弹性模量在厚度方向上呈现“马鞍”形分布;对10-6w材料,过渡单胞和内层单胞的经向弹性模量相差约6%,而传统分胞方法无法准确反映材料表层/次外层和内层材料结构及力学性能的差异。

关键词:2.5维机织复合材料;;单胞划分方法;;三胞体模型;;刚度预测