● 摘要
三维编织复合材料因为具有不需缝合和机械加工的特性,因此具有明显的性能可设计性,并且具有非常良好的综合性能指标,如比强度高、比刚度高、耐冲击、耐烧蚀等,在过去的二、三十年中发展迅速,迄今为止已经在众多高科技领域发挥着至关重要的作用。
但三维编织复合材料在一些复杂的工作环境下,不可避免的会对材料表面造成一定程度上的损伤,进而导致其整体性遭到破坏。同时在工艺设计过程中,一些三维编织制件难免需要通过必要的加工来形成所需要的外形来符合工程项目的需求。因此,这种材料的损伤对三维编织复合材料的力学性能会造成什么样的影响,是在复合材料结构设计领域大家所关注的话题。
本论文通过实验对比三维四向与三维全五向两种编织方法的复合材料试件经过切边处理后的力学性能变化,同时通过ABAQUS有限元分析对切边前后的试件模型进行仿真计算,从而对三维编织复合材料的切边效应进行了系统的研究分析,进而为三维编织复合材料的设计及其应用提供理论支持。
研究结果显示,三种切割方式中,窄边切割较宽边切割的切边效应小很多,同时,切边效应对于三维四向编织材料力学性能影响较大,对于三维全五向编织复合材料的影响较小,说明三维全五向编织复合材料较三维四向编织复合材料制件更适用于二次切割加工。这将为三维编织复合材料的设计和制造成本的降低提供理论依据,提高该材料的适用范围。
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