三维四向编织复合材料细观组织及分析模型

       以四向编织复合材料为对象，对所建立的单胞组织模型进行了细观组织的实验验证，所得结果与理论分析结果吻合较好。证实了所建模型的正确性，成为三维多向编织复合材料性能分析与材料优化设计的基础。

      三维编织物结构上所具有的优点，使三维编织复合材料结构与性能具有显著的优势，整体性显著地提高了强度和刚度，具有优良的抗损坏性及良好的力学性能和耐烧蚀性能。三维编织复合材料已经在航天、航空等高科技行业得到了广泛的应用。

      编织复合材料具有显著的性能可设计性。组分材料的性能、制造工艺决定了复合材料的性能。同时，编织复合材料的材料单胞在力学上具有显著的结构特性，因此织物组织结构参数即编织参数也将影响编织复合材料的性能。为了进行材料的优化设计，需要掌握编织复合材料内细观组织特性，即材料单胞内纤维束与基体在空间上的几何分布规律。Chou等将编织复合材料单胞看成由四个倾斜的单向复合材料层板组成，建立了倾斜板模型。吴德隆等[研究了五向编织复合材料的分析模型，土方、福多等对三维多向编织复合材料的材料模型在几何上作了探讨。肖丽华与李嘉禄对三维编织工艺及编织复合材料进行了研究¨。柴雅凌对三维编织预制件中纱线结构进行了拓扑学研究。

      本文以矩形截面的碳／王不氧四向编织复合材料试件为对象，为验证所建模型的正确性，进行了材料内部显微组织的观察实验，实验结果与所建立的四向编织复合材料单胞几何模型的理论分析结果吻合较好。以三维四向编织复合材料为对象所建立的模型具有普遍意义，研究方法可以推广到三维多向编织复合材料，成为三维多向编织复合材料性能分析与材料优化设计的基础。

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