三维正交机织复合材料单胞特征单元及其应用

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三维正交机织复合材料单胞特征单元及其应用

邢誉峰¹，田金梅^1,2

1北京航空航天大学固体力学研究所 2核工业第二研究设计院

收稿日期:2006-06-22 修回日期:2006-11-01 出版日期:2007-07-10 发布日期:2007-07-10
通讯作者: 邢誉峰¹

Unit Cell Eigenelement of 3D Orthogonal Woven Composites and Its Applications

XING Yu-feng¹,TIAN Jin-mei^1,2

1The Solid Mechanics Research Center, Beijing University of Aeronautics and Astronautics 2Beijing Institute of Nuclear Engineering

Received:2006-06-22 Revised:2006-11-01 Online:2007-07-10 Published:2007-07-10
Contact: XING Yufeng¹

摘要/Abstract

摘要：

基于三维正交机织复合材料，提出了一种特征单元均匀化分析方法。用“特征单元”来表示能够反映单胞的几何构造细节和材料构造细节的单元。首先用一般有限元方法对三维正交机织复合材料单胞进行分析得到总体刚度矩阵，利用该矩阵的特征向量建立了单胞的特征单元。通过比较特征单元的刚度矩阵元素和利用传统均匀化方法得到的刚度矩阵元素，说明了特征单元能够反应单胞的几何构造和材料构造细节。为了验证特征单元的有效性，分别用特征单元、传统均匀化方法和一般有限元方法计算了三维正交机织复合材料梁的固有频率，结果表明特征单元精度比传统均匀化方法高，而计算量比一般有限元方法大幅度降低。

关键词: 三维正交机织复合材料, 均匀化方法, 特征单元, 固有频率

Abstract:

As for 3D orthogonal woven composite, a new homogenized eigen-element method is proposed in this paper. The term ‘eigen-element’ means that the element can depict the characteristics of geometry and material configurations. The global stiffness matrix of 3D orthogonal woven composite unit cell is obtained using the ordinary finite element method with the eigenvectors of the global stiffness matrix and the eigenelement of the unit cell is constructed.

Key words: 3D , orthogonal , woven , composite, , homogenized , method, , eigen-element, , inherent , frequency

中图分类号:

V258

邢誉峰;田金梅. 三维正交机织复合材料单胞特征单元及其应用[J]. 航空学报, 2007, 28(4): 881-885.

XING Yu-feng;TIAN Jin-mei. Unit Cell Eigenelement of 3D Orthogonal Woven Composites and Its Applications[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2007, 28(4): 881-885.

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