郑君
,
温卫东
,
崔海涛
,
高建辉
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.02.024
基于经纱矩形截面及纬纱双凸透镜截面假设,分析了2.5维机织复合材料的细观几何结构,重点考虑了该结构表层经纱与内部经纱密度的不同及相同机织结构合成不同厚度和纤维束截面的情况,建立了2.5维机织复合材料的单胞几何模型.该几何模型可以计算各种2.5维机织结构单胞内各纱线系统的形态,包括取向角和纤维体积分数.通过对8种结构28个试件纤维体积分数的测定,与计算预测结果的对比表明本文中建立的几何模型较好地反映了2.5维机织复合材料的内部结构.此外,利用本模型计算分析了3种不同结构的纤维体积分数和取向角.结果表明:单胞内经纬纱交织的次数是决定纤维体积含量的一个关键因素;直联结构相比弯联结构,其经纱取向角明显降低.
关键词:
复合材料
,
2.5维机织
,
几何模型
郑君
,
温卫东
,
崔海涛
材料科学与工程学报
2.5维机织复合材料已有较为广泛的应用,目前对该类复合材料强度理论的研究还相对较少。根据2.5维机织复合材料拉伸破坏的细观机理,基于单向复合材料的三维Hoffman准则,建立了2.5维机织结构复合材料拉伸破坏准则,通过对2.5维机织复合材料3种结构24个试件进行拉伸试验,与计算预测结果的对比表明了本文建立的强度准则的合理性。研究表明,纤维拉伸断裂是2.5维机织复合材料拉伸破坏的主要原因;相比基于最大应力准则、Hashin准则建立的强度准则,基于Hoffman准则建立的强度准则综合考虑了纤维在外载荷作用下各应力分量对纤维断裂破坏的影响,其预测结果与实际试验结果更为接近;在其他条件不变情况下,随纱线取向角增大,纱线拉伸断裂应力呈非线性降低。随纱线纤维体积含量增加,纱线拉伸断裂应力成线性增加。
关键词:
2.5维机织
,
复合材料
,
强度准则
