【摘 要】
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随着航空航天领域以及军工领域向轻质高强方向发展,纤维增强复合材料逐渐受到重视并开始广泛应用。三维编织复合材料沿长度、宽度和厚度三个方向形成整体网状结构,不易分层,
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随着航空航天领域以及军工领域向轻质高强方向发展,纤维增强复合材料逐渐受到重视并开始广泛应用。三维编织复合材料沿长度、宽度和厚度三个方向形成整体网状结构,不易分层,具有优越的结构整体性。但由于其结构的复杂性,对三维编织复合材料的疲劳性能研究还相对较少。本文首先对三维四向编织复合材料预制件进行了RTM成型,制作了拉伸基础试验件,并进行静力拉伸试验和不同应力水平下的拉—拉疲劳试验。通过静力试验得到了材料的强度数据,通过拉—拉疲劳试验得到材料的不同应力水平下的疲劳寿命,并分析了其失效机理。建立基于八边形纤维截面假设的三维四向编织复合材料单胞模型。利用ABAQUS有限元软件编写了渐进损伤分析程序,研究了三维四向编织复合材料的静力拉伸损伤破坏过程。拉伸强度和失效模式分析结果与试验结果吻合较好,验证了单胞模型的准确性。基于单向复合材料疲劳剩余刚度和剩余强度模型,结合组分材料的疲劳失效判据和性能突降方法,建立了三维四向编织复合材料疲劳寿命预测模型。利用ABAQUS有限元软件UMAT开发了疲劳寿命预测与渐进损伤分析程序,研究了三维四向编织复合材料在不同应力水平下的损伤扩展过程和疲劳寿命。
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