三维五向圆型编织复合材料细观分析及弹性性能预测

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三维五向圆型编织复合材料细观分析及弹性性能预测

李典森¹，卢子兴¹，陈利²，李嘉禄²

1北京航空航天大学航空科学与工程学院，  2天津工业大学复合材料研究所

收稿日期:2005-08-08 修回日期:2006-01-04 出版日期:2007-01-10 发布日期:2007-01-10
通讯作者: 卢子兴¹

Microstructure Analysis and Prediction of the Elastic Properties of 3D and 5D Tubular Braided Composites

LI Diansen^1_,LU Zixing¹,CHEN Li²,LI Jialu²

1School of Aeronautical Science and Technology, Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2Composite Materials Research Institute, Tianjin Polytechnic University

Received:2005-08-08 Revised:2006-01-04 Online:2007-01-10 Published:2007-01-10
Contact: LU Zixing¹

摘要/Abstract

摘要：

基于三维圆型编织的主要工艺，系统研究了三维五向圆型编织的纱线交织结构，建立了内部单胞和表面单胞模型。推导了单胞的几何特性、编织工艺参数之间的数学关系。基于此模型，采用改进的刚度平均化方法，计算了三维圆型编织复合材料的弹性性能参数，并与实验的结果进行了对比，吻合较好。分析了编织角和纤维体积含量对弹性性能的影响，结果表明，五向圆型编织复合材料保持了四向圆型编织复合材料良好的力学性能，同时由于轴纱的加入，使得轴向的力学性能得以提高。

关键词: 三维五向编织, 圆型编织, 复合材料, 单胞模型, 力学性能

Abstract:

The yarn traces of 3D and 5D tubular braiding are analyzed systematically based on 3D tubular braiding process, then the interior cells and surface cells are established. The geometric properties of the cells, and the relationship of the braiding parameters are deduced. Based on this model, the elastic properties of 3D tubular braided composites are deduced with the method of improved stiffness averaging and the predictions have shown a good agreement with the experiment results.

Key words: 3D , and , 5D , braiding, , tubular , braiding, , composites, , unit , cell, , mechanical , properties

中图分类号:

TB332

李典森;卢子兴;陈利;李嘉禄. 三维五向圆型编织复合材料细观分析及弹性性能预测[J]. 航空学报, 2007, 28(1): 123-129.

LI Diansen_;LU Zixing;CHEN Li;LI Jialu. Microstructure Analysis and Prediction of the Elastic Properties of 3D and 5D Tubular Braided Composites[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2007, 28(1): 123-129.

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