基于改进三胞模型考虑孔隙缺陷的三维四向编织复合材料多尺度力学性能分析

摘要：

编织复合材料在制造过程中不可避免地会出现孔洞缺陷,这些缺陷直接影响编织复合材料的力学性能.基于开源软件TexGen[1]实现编织复合材料内胞、面胞和角胞的参数化建模,在面胞和角胞模型中均考虑了纱线轨迹在空间中的偏移和受到打紧工序时纱线之间的相互挤压.利用random函数在微观尺度微观模型的基体中引入孔隙单元来模拟纤维束内干斑,在细观尺度上的三单胞模型基体中引入孔隙单元来模拟纤维束间孔隙,在宏观尺度上建立含内胞、面胞、角胞细观单元宏观均质模型对宏观弹性常数进行预测.结果表明:①孔隙率对细观尺度三类单胞模型的弹性常数影响程度不同;②纤维束内干斑孔隙对宏观弹性性能的影响要大于纤维束间孔隙,随着干斑孔隙率Pm增加,纵向泊松比减小,而随着纤维束间孔隙率Pn增加,纵向泊松比呈现出递增的趋势.

关键词：三维四向编织复合材料、孔隙率、三单胞模型、多尺度

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金U1833116

在线出版日期：2023-03-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：14-23