一、减纱工艺对三维编织矩形截面预制件的细观结构的影响（论文文献综述）
崔灿[1]（2020）在《三维五向编织复合材料冲击压缩特性及破坏机制研究》文中进行了进一步梳理三维编织复合材料是由多向纱线相互交织构成的整体空间互锁网状结构,通常具有较好的抗冲击性能,是目前许多高新技术领域中得到广泛应用的新材料。目前,对于三维编织复合材料力学性能及破坏机理的研究成果较为丰富,为准确评价三维编织复合材料结构设计及工程应用中的可靠性及安全性提供了重要理论基础。但是,现有成果对于高应变率下三维五向碳/环氧编织复合材料力学性能及其破坏特征鲜有报道。本文以三维五向碳/环氧编织复合材料为研究对象,综合利用试验研究、理论分析和数值模拟等方法,对高应变率下三维五向编织复合材料的压缩力学性能及破坏机理进行系统地研究,主要取得了如下创新性成果:（1）借助于准静态压缩试验,得到了两种加载方式（纵向压缩和横向压缩）下三维五向碳/环氧编织复合材料的压缩特性及破坏特征,给出了编织角对三维五向碳/环氧编织复合材料压缩特性及破坏特征的影响规律。（2）考虑到三维五向碳/环氧编织复合材料编织纱布置的方向性,对三维五向碳/环氧编织复合材料试样分别进行了纵向冲击压缩和横向冲击压缩试验（SHPB）,得到了该材料的力学性能、宏观破坏特征及能量耗散规律等随应变率的变化规律,并比较了两种加载方式下冲击压缩特性对于应变率敏感度的差异性。（3）系统研究了编织角对高应变率下三维五向碳/环氧编织复合材料压缩变形及破坏特征的影响,得到了材料的力学性能、宏观破坏特征及能量耗散规律等随编织角的变化规律,给出了两种加载方式下编织角对其冲击压缩特性的差异性。（4）借助于SEM分析系统,得到了试样断口的微观形貌特征,分析给出了了高应变率下三维五向碳/环氧编织复合材料的基体与编织纱破断模式与机制随应变率及编织角的变化规律及两种加载方式下的差异性,揭示了高应变率下试样宏观变形及破坏的微观机理。借助于高速摄影分析系统,得到了试样动态变形与破坏特征的全过程视频信息,分析得到了试样宏观破坏过程与应力应变曲线中变形、破坏特征的对应关系,有效地诠释了试样变形与破坏的宏观机制。（5）基于损伤力学理论及Marzars损伤力学模型,建立了纵向和横向冲击压缩下三维五向编织复合材料的损伤演化方程及其本构模型,给出了考虑应变率、编织角及加载方向影响的三维五向编织复合材料的应力应变关系,并与试验结果具有较好的印证性。（6）采用可变截面参数化方法建立了改进的细观三单胞模型,使面胞和角胞模型真实地反应编织纱90°和180°的弯曲扭转特征,并通过构建的多尺度几何结构模型和宏观均匀化力学模型,借助于ABAQUS/Explict软件平台,模拟得到了三维五向编织复合材料在两种冲击载荷（纵向和横向）下的变形特征和破坏规律,包括全应力应变曲线特征、动态峰值应力与峰值应变、动态弹模、动态破坏特征等随应变率和编织角的变化规律,并与试验结果相比吻合较好。（7）依据三维五向编织复合材料的编织工艺,依托MATLAB R2016a软件的建模仿真平台,分别对编织纱和轴纱的空间运动轨迹进行了仿真,并采用“点—线—体”的建模方式实现了一种三维五向编织复合材料的虚拟织造,在此基础上建立了能够反映三维五向编织复合材料实际编织结构的宏观仿真模型。借助于ABAQUS/Explict软件平台,模拟得到了冲击载荷作用下复合材料的基体与纤维束的变形与破坏特征,研究表明:纵向冲击压缩下首先呈现为基体的破裂,其次为纤维束的压屈变形;横向冲击压缩下则同时呈现为基体的破裂与纤维束的剪断破坏。并比较了应变率、编织角及载荷作用方向对变形与破坏特征的影响机制。研究成果可为三维五向编织复合材料动态力学响应分析及复合材料结构设计与工程应用提供重要参考。本论文有图170幅,表33个,参考文献191篇。
史宝会[2]（2020）在《三维编织复合材料大气环境热氧老化降解后冲击断裂行为》文中进行了进一步梳理三维编织复合材料具有卓越的结构整体性,轻质高强和抗分层等特性。在大气环境服役过程中,热氧老化导致的三维编织复合材料结构件强度降解和退化是无法避免的问题。与此同时,老化降解的编织复合材料还可能受到各类冲击损伤的威胁,例如飞行器高速状态的飞鸟撞击和冰雹碰撞等。结构件的老化降解对其抵抗外部物体动态冲击能力造成显着的影响。因此,探讨和揭示三维编织结构复合材料在不同热氧老化环境下的动态力学响应,对编织复合材料结构件的耐久性、安全服役性能和寿命预估具有至关重要的意义。本文旨在发现三维四向（3D4d）、三维五向（3D5d）编织结构复合材料大气环境热氧老化前后冲击断裂性质变化规律。采用实验和多尺度有限元相结合的分析方法,研究老化时间和温度对三维编织结构复合材料冲击断裂强度降解影响,揭示热氧老化后编织复合材料冲击断裂损伤机理,为编织复合材料在大气环境安全服役提供理论和实验参考。论文主要研究内容如下:（1）树脂浇注体和3D4d和3D5d编织复合材料老化处理。根据动态热机械分析实验方法（DMA）测试环氧树脂聚合物的玻璃化转变温度,并以此温度设定老化温度为90℃和180℃,老化时间为0、2、4、8、16天。（2）树脂浇注体和3D4d和3D5d编织复合材料老化前后性质变化实验表征。分别利用光学摄像设备,红外光谱分析表征热氧老化过程中环氧树脂聚合物表面形貌和化学性质变化;利用扫描电子显微镜（SEM）观察热氧老化过程中三维编织复合材料界面损伤情况。利用单轴动、静态压缩实验表征环氧树脂浇注体热氧老化后的力学响应。利用动、静态断裂实验表征3D4d和3D5d编织复合材料断裂行为和力学响应。（3）基于编织复合材料内部纱线真实交织情况,构建多尺度有限元模型。通过引入老化后树脂性质,预测微观结构纱线模型,中观尺度模型（内单胞,面单胞和角单胞）、宏观尺度均质模型的材料性质。根据上述计算结果,构建细观结构-宏观结构跨尺度有限元模型,探究热氧老化引起的树脂基体降解,纱线性质变化以及纱线/树脂基体界面性质改变对3D4d和3D5d编织复合材料冲击断裂力学性能影响,揭示3D4d和3D5d编织复合材料在大气环境中热氧老化后冲击强度降解机理。研究主要结论为:（1）温度和氧气相互作用促进了环氧树脂老化进程。当老化温度较低（90℃）或老化时间较短时,后固化作用主导环氧树脂力学性能增强;相反,当老化温度升高（180℃）、暴露时间延长时,环氧树脂内部大分子链段的热分解和表层小分子氧化成为影响树脂力学性能的主要因素。（2）在热氧老化过程中,编织复合材料老化降解不仅受到树脂基体热解和氧化影响,同时受到界面弱化的作用。老化时间和老化温度对三维编织结构复合材料冲击断裂性能有显着的影响。低温（90℃）老化16天时,环氧树脂基体的老化主导复合材料力学性能变化,编织复合材料冲击断裂强度受树脂基体后固化作用而增强。高温（180℃）老化16天时,编织复合材料纱线/基体界面性能减弱。界面性质弱化和树脂基体热氧老化降解共同导致编织结构复合材料冲击断裂性能急剧恶化。（3）通过多尺度有限元法,成功预测90℃和180℃老化16天时编织复合材料宏观均质模型材料性质。根据纱线在编织结构内的实际交织情况建立中观尺度的编织结构内单胞,面单胞和角单胞模型,并进一步推导面、角单胞模型的周期性位移边界条件施加方程。通过引入老化树脂在动态情况下弹性参数,预测微观尺度纱线单胞,中观尺度编织内单胞,面单胞和角单胞性能。最终,将得到的中观尺度单胞模型性能赋予均质模型,得到90℃和180℃老化16天时3D4d和3D5d编织复合材料宏观均质模型材料性质,对编织复合材料部件在老化环境中的设计和使用具有重要指导意义。（4）基于细观结构-宏观结构跨尺度有限元模型方案,有效模拟3D4d和3D5d编织结构复合材料老化后动态断裂力学响应和损伤形貌。结果显示:3D4d和3D5d编织复合材料模型所得冲击断裂载荷位移曲线均与实验结果吻合性良好。编织增强体是主要的承力结构,对于3D5d编织复合材料模型,内部轴纱应力水平高于编织纱线。纱线/树脂基体界面弱化导致180℃老化的复合材料模型呈现较低的应力分布和最严重断裂损伤。界面弱化导致应力不能有效在树脂基体和纱线结构之间传递,造成增强体结构应力水平较低,增强体结构承担总应力减小,复合材料模型整体冲击断裂性能随之降低。引入轴纱提高了3D5d编织复合材料抵抗冲击断裂的能力,从比能量吸收角度分析,冲击断裂过程中,轴纱贡献了最大能量吸收能力。本文研究结果阐明了老化时间和老化温度对3D4d和3D5d编织复合材料冲击断裂性质影响规律,从树脂基体热氧老化降解和纱线/基体界面损伤揭示了编织复合材料老化后冲击断裂性质降解机理。研究结果对服役于热氧老化环境中的编织结构复合材料的结构设计和材料选择具有指导价值。
于颂,刘晓东,钱坤,张典堂[3]（2019）在《非周期性三维五向编织复合材料拉伸失效机理》文中指出以三维五向结构为研究对象,设计减纱工艺形成非周期性特征,进而制备碳纤维/环氧树脂三维五向编织非周期性结构复合材料。采用万能试验机与高速摄像机相结合的测试方式,获取非周期性结构拉伸力学行为及试验过程;在此基础上,通过高分辨率Micro-CT及SEM对非周期性结构试样破坏形貌进行观测,研究渐进损伤演化及最终失效机理,并与周期性结构的结果进行对比。研究表明:非周期性三维编织复合材料拉伸强度比相同结构参数周期性材料的测试值低16. 84%,损伤源于减纱处,形成了应力集中,最终破坏模式以纤维束抽拔断裂为主。该研究结果可为异型编织复合材料结构设计及强度分析提供依据。
于颂[4]（2019）在《三维非周期编织复合材料细观结构及拉伸失效机理研究》文中认为随着三维预成型技术的日益成熟及机械自动化程度的不断提高,以异型三维预成型体为增强骨架的编织复合材料作为主承力构件和功能构件被广泛应用于航天航空、军事防护、交通运输和海洋等领域。异型三维编织复合材料的成型方式多种多样,无论编织工艺如何变化,都会使其细观结构具有一定的非周期性,在受到外力时也会在非周期区域形成应力集中;同时在复合过程中,纤维束受到外力挤压变形使细观结构发生变化,从而影响材料的力学性能。所以,研究三维非周期编织复合材料细观结构以及预测其力学性能显得尤为重要。本文基于Micro-CT断层扫描技术和图像处理技术,构建接近材料真实内部结构的细观模型,采用有限元分析和力学试验相结合的方式,对三维编织复合材料拉伸力学行为及失效机理展开分析。主要研究内容包括:（1）基于四步法编织原理,选择整列减纱的方式,设计工艺以及结构参数,织造非周期编织预制体。采用树脂传递模塑（RTM）复合工艺,完成三维五向非周期编织复合材料的制备。同时为了对比,也设计并制备了三维五向周期性编织复合材料。（2）选用Micro-CT断层扫描技术,设置合理的扫描参数,获得多层切片图像;采用图像处理软件中的滤波、调节对比度和灰度等方法提高纤维束清晰度;把内部单元在花节高度方向均分成若干份,提取不同切片位置下编织纱和轴纱的截面轮廓,并建立坐标系对路径及截面参量进行统计分析。结果表明,编织纱截面形状、面积、周长变化不明显,截面偏转程度和挤紧程度会发生变化,轴纱截面形状随着编织进行呈三角形和扇形交替变化。同时,对非周期区域观测发现,在减纱后的一个编织循环内,减纱处内部会形成孔洞,其周围的纤维束截面形状变化多样,编织角、纤维束之间挤压程度、纤维束之间间隙均发生变化,纤维束编织密度明显减小。经过一个编织循环后所有纤维束排列规律恢复,随着花节排列,编织纱密度逐渐增大。（3）利用万能材料试验机与高速摄像机相结合的表征技术,获取三维五向非周期编织复合材料的拉伸力学行为及渐进破坏过程;在此基础上,通过Micro-CT及扫描电子显微镜（SEM）对非周期性结构试样最终破坏形貌进行观测及分析,揭示失效机理。结果表明,相比于三维周期性编织复合材料,非周期编织材料经减纱工艺后,其拉伸强度有明显下降;非周期编织复合材料主要受损区域存在于减纱位置左右两边的纤维束,减纱处只发生树脂开裂和纤维束内部单丝微小滑移,最终破坏模式以树脂开裂和纤维束抽拔为主。（4）基于Micro-CT扫描及统计分析,采用Python语言实现了更加真实细观结构模型的参数化建立,利用Voxel网格对其进行离散,施加周期性边界条件,模拟拉伸载荷条件下材料的失效模式,分析材料的损伤演化情况,并和试验结果以及现有的理想细观模型预测结果进行对比。结果表明,基于Micro-CT建立的统计模型能够精确预测其力学行为及失效过程。
宋一帆,贺辛亥,张志毅,王晨[5]（2019）在《三维整体编织技术的研究现状》文中研究指明总结三维整体编织技术的发展现状。介绍了三维整体编织工艺原理及可实现整体编织的主动携纱器、增减纱携纱器和底盘设备;分析了现有三维整体编织技术存在自动化程度及编织效率低、预制件产品结构及品种单一、均匀性和可重复性差等问题;提出了一种基于AGV小车模型的主动携纱器设计思路,介绍了其整体设计方案与工作方式。认为:该携纱器模型结合其编织工艺,可实现预制件的整体编织,具有较好的应用前景。
韩振宇,梅海洋,付云忠,富宏亚[6]（2018）在《三维编织预成型体的织造及三维编织复合材料细观结构研究进展》文中研究说明三维编织复合材料由于具有优异的力学性能而得到了广泛关注,这些性能的获得离不开其具有的特殊结构,本文从预成型体织造及复合材料细观结构两个方面进行综述。在织造技术方面,对当前编织方法及设备进行了介绍,并评述了近年来对编织新方法的探索以及对编织过程的研究。在细观结构方面,详述了细观结构研究由抽象到具体的发展历程,指出当前模型对于纤维束变形的表征的不足之处,并对两种先进的建模方法进行了介绍。最后指出今后的研究中可进一步建立三维编织结构的表征方法以探索新型编织结构,研究纤维束变形机理以获得更为真实的细观结构模型。
荆云娟,赵领航,张元,王海涛[7]（2018）在《变截面三维编织预制件增减纱技术与力学性能研究概述》文中研究说明为了进一步深入了解变截面三维编织预制件的研究现状,阐述了变截面三维编织预制件的增减纱原理及原则,分析比较了多种变截面预制体增减纱工艺的优缺点以及新型携纱器的弊端,论述了增减纱工艺对变截面预制件力学性能的影响,并就变截面预制件的研究现状进行了评价,展望了变截面三维编织预制件未来的发展方向。
刘俊岭[8]（2018）在《减纱对2.5D织物变形性及其复合材料力学性能的影响》文中研究表明2.5D角联锁复合材料具有优良的力学性能,将有望被广泛应用于航空、航天、船舶、建筑等领域。对传统织造工艺加以改进并结合相关成型方法,可以实现近净形制备形状复杂、不同尺寸的异形构件,具有较强的可设计与仿形能力。采用逐渐减少经纱方法制备的变截面2.5D角联锁复合材料构件具有良好的结构完整性与整体性能。课题基于减纱需求和2.5D角联锁织物的减纱原理,引入减纱单元的几何结构概念,对不同减纱方法引起织物细观结构的变化进行分析,发现逐单元减纱结合同层移纱可以保证纱线交织结构的完整性和均匀性,进而,采用该方法制备了符合梯度变化的2.5D角联锁预制件及其复合材料。根据所采用的减纱方法,基于纤维束椭圆形截面假设建立了一种具有减纱结构2.5D角联锁细观结构几何模型,进而研究了由于减纱引起的经纱沿纬向的偏移问题,并在此基础上确定变截面2.5D角联锁复合材料交织结构变化区域的细观结构特征和单元体模型。最后,采用刚度平均化法分别对减纱和非减纱单元体的弹性常数进行了预测。在采用像框法评价2.5D角联锁织物面内剪切性能时,为减小边框装置给实验带来的误差,对现有像框装置进行了改进,评估了减纱结构对织物面内剪切性能的影响。结果表明,2.5D角联锁织物剪切实验达到锁紧状态的剪切角（锁紧角）大约为50°,具有减纱结构2.5D织物锁紧角减小了 10%,都呈现较弱的抗剪切行为;织物剪切未达到锁紧状态前,剪切模量很小,在0.05～0.1 MPa范围内浮动,剪切应变大于0.5后,纱线之间的空隙逐步消失,纱线产生挤压状况,织物呈现刚性材料性能特点。课题对具有减纱结构2.5D角联锁复合材料进行了经向拉伸和弯曲性能测试,减纱复合材料的破坏主要发生在变截面区域,破坏模式表现为包括了纤维断裂、基体开裂和纤维抽拔等复合型破坏模式。之后从强度、模量和拉伸断裂应变对减纱和未减纱角联锁复合材料进行了定量的对比分析,结果表明减纱结构试样拉伸强度、纵向应变分别减少9.0%、8.0%,初始模量、弯曲强度、弯曲模量分别增加6.0%、5.0%、0.2%。因此,本课题提出逐单元减纱方法,对2.5D角联锁复合材料基本力学性能影响已经最小化。
邢圆圆[9]（2017）在《三维编织主动携纱器的研究与设计》文中研究说明三维编织复合材料是一种新型的复合材料,这种复合材料具有重量轻、刚度好、耐腐蚀、抗高温等优点,使其受到航空航天、国防军工、汽车工业、船舶制造等众多领域的青睐和应用。用三维编织预制件作为复合材料的增强相时,可以使得该材料的层间剪切强度、抗冲击损伤、韧性等都达到较好的状态。但是变截面预制件的编织技术是目前三维编织技术中难以攻克的难题之一,这极大地限制了三维编织复合材料的推广与使用。现有的三维编织设备可以实现任意等截面预制件的编织,但在编织变截面预制件时,还没有较为成熟的编织工艺和编织设备能够实现,而且设备造价较高,较多的人员参与使得设备的效率大大降低。主动携纱器的使用不仅可以很好的解决等截面和变截面预制件的编织问题,而且可以降低人员参与、保证预制件成型质量、提高编织设备的自动化水平。本文尝试将传统的增减纱编织工艺和现有的增减纱技术手段相结合,设计出一种可以自动实现增减纱的主动携纱器,满足变截面预制件对于三维编织设备的工作要求。本文以三维编织增减纱技术的研究为基础,结合四步法三维编织工艺和二步法三维编织工艺的对比分析,论述了实现变截面预制件的编织方法。通过对比各类编织方法的优缺点,提出一种可以实现自动增减纱的主动携纱器的设计方案:一个携纱器携带多根纱线,而且配备步进电机,通过电机的控制改变参与编织纱线的根数,以此来实现预制件编织截面的改变。本文依靠三维设计软件CREO完成主动携纱器各个零部件的设计和装配工作,主动携纱器主要包括三个关键装置,其分别为储纱控纱装置、增纱减纱装置和驱动装置。运用ANSYS分析软件对主动携纱器中关键零部件进行力学性能分析,并且完成了优化设计,得到较好的零部件设计参数。为后续主动携纱器的设计研发奠定了良好的基础。针对主动携纱器驱动装置的工作要求,本文对该主动携纱器的控制系统进行了设计,主要包括硬件电路的设计、控制电路原理图的设计以及软件部分的设计。选用AC89C52单片机作为控制系统的控制中枢,利用驱动控制器来控制步进电机的运转,并对控制电路进行了仿真调试,最终达到了主动携纱器实现自动增减纱时对驱动装置控制系统的设计要求。
李媛琪[10]（2017）在《立体织物增强复合材料热传导性能研究》文中研究指明本课题研究立体织物增强复合材料的热传导性能,立体织物外形和结构具有可设计性,制备工艺简单,利用石英纤维织造立体织物增强复合材料的具有耐高温、耐侵蚀、抗热冲击和透微波等特点,可满足在一定外界环境下保护天线罩的作用。立体织物作为增强材料领域的后起之秀,其编织参数和结构对材料热传导性能的影响研究有待进一步细化。本课题以石英纤维和环氧树脂为原料,采用热常数分析仪TPS2500S,通过实验方法分析比较纤维体积分数、内部编织角等工艺参数以及不同减纱方法和织物结构对立体织物增强复合材料热传导性能的影响,得到了一些有意义的研究结论。这些结论为立体织物增强复合材料在热传导方面的设计应用和理论研究提供必要的依据,其主要结论如下:三维编织复合材料的导热系数与纤维体积分数正相关,随着纤维体积分数从45%增大到60%,三维五向编织复合材料的轴向导热系数从13.9%提高到21.9%,其径向导热系数从15.6%提高到23.5%;在纤维体积分数为50%的情况下,当编织角从20°提高到30°,复合材料的径向导热系数提高了20%,而其轴向导热系数减小了 18%,三维编织复合材料热传导性能沿着轴向和径向呈现出各向异性,编织角越小各向异性越明显;减纱能降低三维编织复合材料的热传导性能,其中集中减列的影响最明显,轴向和径向分别降低了 3.2%和3%,减细度的影响效果不是很显着,轴向和径向分别降低了 1.5%和1.0%。在相同纤维体积分数情况下,三维编织复合材料的热传导性能低于层合及2.5D复合材料的热传导性能。其中3D5d编织复合材料的轴向热传导性能比3D4d和3D6d好,其径向热传导性能则低于3D4d和3D6d编织复合材料;2.5D复合材料的热传导性能在轴向及径向均高于层合复合材料。采用编织纱为六边形,轴纱为八边形的单胞模型来模拟3D5d编织复合材料的纱线交织情况,探索采用LBM方法和"半格划分方案"来预测3D5d复合材料导热系数。通过本文的研究,为该类材料的工艺选择、性能设计、结构优化等奠定了基础,推动三维编织复合材料在航空航天领域的进一步应用。
二、减纱工艺对三维编织矩形截面预制件的细观结构的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、减纱工艺对三维编织矩形截面预制件的细观结构的影响（论文提纲范文）
（1）三维五向编织复合材料冲击压缩特性及破坏机制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及研究方法 |
| 2 三维五向编织复合材料的静态压缩特性 |
| 2.1 试样制备及试验方案 |
| 2.2 试样的静态压缩力学特性 |
| 2.3 试样的静态压缩破坏机制 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 三维五向编织复合材料的冲击压缩特性 |
| 3.1 试验系统测试方法及原理 |
| 3.2 试样制备及试验方案 |
| 3.3 试样的动态压缩力学特性 |
| 3.4 试样的能量耗散规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 三维五向编织复合材料的冲击压缩破坏机制 |
| 4.1 试样的动态破坏特征 |
| 4.2 试样的宏观破坏机制 |
| 4.3 试样的微观破坏机制 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 编织角对三维五向编织复合材料冲击压缩特性的影响 |
| 5.1 试样材料与试验方案 |
| 5.2 试样的动态压缩力学特征 |
| 5.3 试样的能量耗散规律 |
| 5.4 试样的宏观破坏机制 |
| 5.5 试样的微观破坏机制 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 高应变率下三维五向编织复合材料损伤演化规律及本构方程 |
| 6.1 材料损伤力学模型及损伤演化方程的建立 |
| 6.2 高应变率下三维五向编织复合材料的损伤演化方程 |
| 6.3 高应变率下三维五向编织复合材料的损伤演化本构方程 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 三维五向编织复合材料的冲击压缩数值模拟 |
| 7.1 多尺度几何结构有限元模型 |
| 7.2 多尺度有限元分析方法及数值计算流程 |
| 7.3 高应变率下试样冲击压缩力学响应分析 |
| 7.4 高应变率下试样冲击压缩动态破坏特征 |
| 7.5 高应变率下试样各组分材料的应力分布规律 |
| 7.6 高应变率下试样各组分材料的动态压缩破坏特征 |
| 7.7 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要研究结论 |
| 8.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 附录3 细观几何结构模型的弹性性能预测方法 |
| 附录4 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（2）三维编织复合材料大气环境热氧老化降解后冲击断裂行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 动态断裂加载力学性能研究现状 |
| 1.3 热氧老化对纤维增强聚合物基复合材料的影响 |
| 1.3.1 温度对复合材料和树脂基体老化性质影响 |
| 1.3.2 氧气对复合材料和树脂基体老化性质影响 |
| 1.3.3 纤维/基体界面对复合材料老化性质影响 |
| 1.4 三维编织复合材料力学分析研究 |
| 1.5 研究目标及内容 |
| 1.6 本研究创新点 |
| 1.7 章节安排 |
| 第二章 三维四向、五向编织复合材料制备及热老化预处理 |
| 2.1 纤维材料和聚合物基体材料 |
| 2.2 三维编织复合材料试件制备 |
| 2.2.1 三维四向、五向编织结构预成型体制备 |
| 2.2.2 复合成型工艺及试样制备 |
| 2.3 环氧树脂浇注体动态热机械分析 |
| 2.4 复合材料热氧老化 |
| 2.4.1 材料加速老化处理 |
| 2.4.2 老化条件 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 环氧树脂和编织复合材料热氧老化性能表征 |
| 3.1 材料宏观形貌光学性质变化 |
| 3.2 环氧树脂老化前后傅立叶变换红外光谱(FTIR)测试分析 |
| 3.3 复合材料热氧老化后基体收缩和界面裂纹损伤 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 热氧老化对三维编织复合材料准静态和动态冲击断裂性能影响 |
| 4.1 准静态和动态测试设备及实验条件 |
| 4.2 环氧树脂准静态和动态力学响应 |
| 4.2.1 环氧树脂准静态力学响应 |
| 4.2.2 环氧树脂动态力学响应 |
| 4.3 编织复合材料力学性能 |
| 4.3.1 编织复合材料准静态断裂响应 |
| 4.3.2 编织复合材料动态断裂响应 |
| 4.3.3 编织复合材料老化前后动态断裂响应 |
| 4.3.4 3D4d和3D5d编织复合材料老化前后冲击能量吸收 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 多尺度有限元法预测编织复合材料老化性质 |
| 5.1 多尺度有限元模型建立 |
| 5.1.1 纱线结构模型 |
| 5.1.2 中观三维编织结构模型 |
| 5.1.3 宏观结构模型 |
| 5.2 周期性边界条件 |
| 5.3 老化编织复合材料性能有限元预测 |
| 5.3.1 前言 |
| 5.3.2 老化树脂性能拟合 |
| 5.3.3 老化纱线性能 |
| 5.3.4 老化三维四向编织复合材料中观结构性能 |
| 5.3.5 老化三维五向编织复合材料中观结构性能 |
| 5.3.6 老化编织复合材料宏观结构性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 三维编织复合材料老化后冲击断裂性质有限元分析 |
| 6.1 几何模型 |
| 6.1.1 细观结构模型 |
| 6.1.2 细观结构-宏观结构跨尺度模型 |
| 6.1.3 几何模型装配及边界条件 |
| 6.1.4 几何模型离散化 |
| 6.2 材料属性 |
| 6.2.1 材料本构关系 |
| 6.2.2 界面损伤准则 |
| 6.2.3 材料损伤准则 |
| 6.3 不同老化条件下三维编织复合材料冲击断裂行为有限元分析 |
| 6.3.1 参数设置 |
| 6.3.2 编织复合材料力学响应和损伤形貌 |
| 6.3.3 热氧老化编织复合材料界面损伤 |
| 6.3.4 热氧老化编织复合材料各组分应力分布 |
| 6.3.5 热氧老化编织复合材料各组分能量吸收 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文 |
（3）非周期性三维五向编织复合材料拉伸失效机理（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 实验 |
| 1.1 结构设计 |
| 1.2 试样制备 |
| 1.3 拉伸测试 |
| 1.4 微观形貌分析 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 拉伸破坏过程分析 |
| 2.2 内部损伤特征分析 |
| 2.3 碳纤维单丝以及树脂破坏程度分析 |
| 3 结论 |
（4）三维非周期编织复合材料细观结构及拉伸失效机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 三维非周期编织复合材料研究现状 |
| 1.2.1 三维非周期编织预制体的加减纱工艺 |
| 1.2.2 三维非周期编织复合材料细观结构 |
| 1.2.3 三维非周期编织复合材料力学性能 |
| 1.2.4 Micro-CT在复合材料领域中的应用 |
| 1.3 本课题的研究内容及创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 第二章 三维五向非周期编织复合材料的制备 |
| 2.1 非周期预制件结构设计 |
| 2.1.1 原材料的选取 |
| 2.1.2 减纱方案设计 |
| 2.2 三维五向非周期编织复合材料的制备 |
| 2.2.1 非周期结构预制件的织造过程 |
| 2.2.2 三维五向非周期编织复合材料的制备 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 三维五向非周期编织复合材料细观结构及纤维束截面 |
| 3.1 光学显微镜观测法 |
| 3.1.1 图像处理方式 |
| 3.1.2 纤维束截面提取过程 |
| 3.1.3 纤维束几何形态建立 |
| 3.2 Micro-CT扫描观测纤维束形态 |
| 3.2.1 图像预处理 |
| 3.2.2 提取三维五向编织复合材料纤维束真实形态 |
| 3.3 纤维束截面分析 |
| 3.3.1 纤维束截面参数分析 |
| 3.3.2 非周期结构纤维束截面 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 三维五向非周期编织复合材料拉伸失效机理 |
| 4.1 拉伸前准备 |
| 4.2 拉伸试验 |
| 4.2.1 拉伸破坏过程分析 |
| 4.2.2 拉伸测试结果分析 |
| 4.3 拉伸失效特征分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 三维五向编织复合材料细观建模及有限元模拟 |
| 5.1 细观模型内部单元建立 |
| 5.2 有限元模型 |
| 5.2.1 划分网格 |
| 5.2.2 周期性边界条件 |
| 5.2.3 浸胶纤维束刚度性能预测 |
| 5.3 拉伸损伤有限元分析 |
| 5.3.1 初始损伤准则 |
| 5.3.2 损伤演化模型 |
| 5.3.3 拉伸损伤分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（5）三维整体编织技术的研究现状（论文提纲范文）
| 1 三维整体编织技术原理 |
| 1.1 变截面编织工艺 |
| 1.1.1 单元尺寸缩减法 |
| 1.1.2 单元数量减少法 |
| 1.2 异形截面编织工艺 |
| 1.2.1 通用法编织原理 |
| 1.2.2 混和法编织原理 |
| 2 三维整体编织设备 |
| 2.1 增减纱携纱器 |
| 2.2 主动携纱器 |
| 2.3 异形编织底盘装置 |
| 3 基于AGV小车模型的主动携纱器 |
| 3.1 主动携纱器整体设计思路 |
| 3.2 主动携纱器的工作方式 |
| 4 结语 |
（6）三维编织预成型体的织造及三维编织复合材料细观结构研究进展（论文提纲范文）
| 1 三维编织预成型体织造技术 |
| 1.1 三维编织预成型体织造方法及设备 |
| 1.2 三维编织预成型体织造理论及过程研究 |
| 2 三维编织复合材料细观结构 |
| 2.1 简化模型 |
| 2.2 拓扑模型 |
| 2.3 实体模型 |
| 2.4 管状构件细观结构 |
| 3 结束语 |
（7）变截面三维编织预制件增减纱技术与力学性能研究概述（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 变截面三维编织预制件的增减纱技术 |
| 1.1 变截面预制件的增减纱原理及原则 |
| 1.1.1 增减纱原理 |
| 1.1.2 增减纱原则 |
| 1.2 变截面预制件的增减纱工艺 |
| 1.3 基于增减纱技术的三维编织携纱器 |
| 2 变截面三维编织预制件的力学性能 |
| 2.1 增减纱对变截面预制件弯曲性能的影响 |
| 2.2 增减纱对变截面预制件拉伸性能的影响 |
| 3 对目前变截面三维编织预制件研究现状的基本认识 |
| 3.1 对增减纱工艺技术的认识 |
| 3.2 对增减纱携纱器的认识 |
| 4 结语 |
（8）减纱对2.5D织物变形性及其复合材料力学性能的影响（论文提纲范文）
| 学位论文的主要创新点 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 高性能纤维织物变形性研究 |
| 1.2 三维机织复合材料力学性能研究 |
| 1.2.1 细观几何结构 |
| 1.2.2 力学理论模型 |
| 1.2.3 力学性能试验研究 |
| 1.3 存在问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 减纱工艺原理及其对预制件细观结构的影响 |
| 2.1 减纱原因 |
| 2.2 减纱原理 |
| 2.3 减纱原则 |
| 2.4 减纱方法 |
| 2.5 减纱方案设计 |
| 2.5.1 整列减纱 |
| 2.5.2 逐单元减纱 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 试样制备 |
| 3.1 实验原料 |
| 3.1.1 石英纤维 |
| 3.1.2 环氧树脂 |
| 3.2 预制件制备 |
| 3.3 复合成型 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 2.5D角联锁复合材料刚度分析 |
| 4.1 2.5D角联锁复合材料单包几何模型 |
| 4.1.1 细观结构分析 |
| 4.1.2 细观结构几何参数确定 |
| 4.2 2.5D角联锁复合材料刚度 |
| 4.2.1 分析方法与假设 |
| 4.2.2 单向纤维束的弹性常数 |
| 4.2.3 复合材料各组分刚度矩阵 |
| 4.2.4 总体刚度矩阵 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 减纱织物剪切变形行为 |
| 5.1 剪切试样制备 |
| 5.2 织物剪切变形分析 |
| 5.2.1 实验方法及像框剪切装置 |
| 5.2.2 实验测试系统 |
| 5.3 织物剪切实验过程分析 |
| 5.4 织物剪切实验结果分析 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 减纱2.5D角联锁复合材料力学性能测试 |
| 6.1 实验准备 |
| 6.1.1 实验试样 |
| 6.1.2 测试标准及方法 |
| 6.1.3 测试仪器 |
| 6.2 拉伸性能测试分析 |
| 6.2.1 减纱对复合材料拉伸性能的影响 |
| 6.2.2 减纱对复合材料拉伸破坏模式的影响 |
| 6.2.3 小结 |
| 6.3 弯曲性能测试分析 |
| 6.3.1 减纱对复合材料弯曲性能的影响 |
| 6.3.2 减纱对复合材料弯曲破坏模式的影响 |
| 6.3.3 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文及参加科研情况 |
| 致谢 |
（9）三维编织主动携纱器的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 复合材料 |
| 1.1.2 三维编织复合材料 |
| 1.2 三维编织技术 |
| 1.2.1 三维编织工艺 |
| 1.2.2 变截面三维编织技术的研究现状及分析 |
| 1.2.3 主动携纱器在三维编织技术中的应用 |
| 1.3 国内外三维编织携纱器的研究现状 |
| 1.4 本文的研究目的、意义及内容 |
| 1.4.1 本文的研究目的及意义 |
| 1.4.2 本文主要研究内容 |
| 1.5 本文的主要创新点 |
| 2 主动携纱器的结构设计 |
| 2.1 主动携纱器结构设计方案 |
| 2.1.1 主动携纱器与三维编织底盘 |
| 2.1.2 设计方案的提出 |
| 2.2 主动携纱器的整体结构设计 |
| 2.3 储纱控纱装置的设计 |
| 2.3.1 储纱控纱的技术要求 |
| 2.3.2 储纱控纱的两种常用方式 |
| 2.3.3 储纱控纱装置的结构设计 |
| 2.4 增减纱装置的设计 |
| 2.4.1 增减纱的原理 |
| 2.4.2 固纱器的设计 |
| 2.4.3 旋转杆的设计 |
| 2.5 驱动装置和外壳设计 |
| 2.5.1 驱动装置的设计 |
| 2.5.2 外壳的设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 关键零部件的设计及分析 |
| 3.1 同步带的设计 |
| 3.2 增纱环有限元分析和可靠性验证 |
| 3.2.1 增纱环有限元分析 |
| 3.2.2 增纱环可靠性验证 |
| 3.3 固纱环有限元分析和优化设计 |
| 3.3.1 固纱环有限元分析 |
| 3.3.2 固纱环的优化设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 主动携纱器控制系统的设计 |
| 4.1 单片机在控制系统中应用的可行性 |
| 4.2 控制系统的总体设计 |
| 4.2.1 控制系统总体结构的设计 |
| 4.2.2 控制系统总体方案的设计 |
| 4.3 控制系统硬件的设计 |
| 4.3.1 控制系统硬件的选择 |
| 4.3.2 步进电机驱动的选择 |
| 4.3.3 硬件系统电路的设计 |
| 4.4 控制系统软件的设计 |
| 4.4.1 软件设计分析 |
| 4.4.2 软件设计的主流程图 |
| 4.4.3 控制程序的编写 |
| 4.5 基于PROTUES软件的仿真测试 |
| 4.5.1 PROTUES软件简介 |
| 4.5.2 控制系统仿真测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 本课题总结 |
| 5.2 本课题展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表论文清单 |
| 致谢 |
（10）立体织物增强复合材料热传导性能研究（论文提纲范文）
| 学位论文的主要创新点 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 天线罩用立体织物结构 |
| 1.3 变截面结构的三维编织减纱技术 |
| 1.3.1 三维编织减纱技术原理 |
| 1.3.2 三维编织减纱方法 |
| 1.3.3 不同减纱工艺的比较 |
| 1.4 复合材料的热传导性能 |
| 1.4.1 热传导性能试验研究现状 |
| 1.4.2 热传导性能的理论预测模型 |
| 1.4.3 用LBM预测材料热传导性能 |
| 1.5 存在问题 |
| 1.6 研究的目的、意义及主要内容 |
| 1.6.1 研究的目的和意义 |
| 1.6.2 课题主要研究内容 |
| 第二章 立体织物增强复合材料的设计与制备 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.1.1 耐高温纤维原料 |
| 2.1.2 环氧树脂 |
| 2.2 立体织物编织设计 |
| 2.2.1 编织结构的选择 |
| 2.2.2 纤维体积分数的设计 |
| 2.2.3 编织角的设计 |
| 2.2.4 纱线细度的设计 |
| 2.2.5 立体织物的织造 |
| 2.3 三维编织变截面设计及验证 |
| 2.3.1 变截面方法选择 |
| 2.3.2 减线方法选择 |
| 2.3.3 剪线方法选择 |
| 2.4 预制件制备 |
| 2.5 复合材料的制备 |
| 2.6 立体织物增强复合材料表面和截面形态 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 立体织物增强复合材料热传导性能测试及分析 |
| 3.1 热传导性能试验设备及测试方法 |
| 3.1.1 试验设备 |
| 3.1.2 导热系数测量 |
| 3.2 编织参数对复合材料热传导性能的影响 |
| 3.2.1 轴向热传导性能的影响 |
| 3.2.2 径向热传导性能的影响 |
| 3.3 减纱对复合材料热传导性能的影响 |
| 3.4 织物结构对复合材料热传导性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 用LBM预测3D5d编织复合材料的有效导热系数 |
| 4.1 数值方法 |
| 4.1.1 控制方程 |
| 4.1.2 MRT-LBM模型 |
| 4.1.3 内部接口和边界条件处理 |
| 4.2 应用于三维五向编织复合材料 |
| 4.2.1 三维五向编织复合材料结构 |
| 4.2.2 材料性质和边界条件 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 实验总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文与科研情况 |
| 致谢 |
四、减纱工艺对三维编织矩形截面预制件的细观结构的影响（论文参考文献）
- [1]三维五向编织复合材料冲击压缩特性及破坏机制研究[D]. 崔灿. 中国矿业大学, 2020(07)
- [2]三维编织复合材料大气环境热氧老化降解后冲击断裂行为[D]. 史宝会. 东华大学, 2020(01)
- [3]非周期性三维五向编织复合材料拉伸失效机理[J]. 于颂,刘晓东,钱坤,张典堂. 宇航材料工艺, 2019(03)
- [4]三维非周期编织复合材料细观结构及拉伸失效机理研究[D]. 于颂. 江南大学, 2019(12)
- [5]三维整体编织技术的研究现状[J]. 宋一帆,贺辛亥,张志毅,王晨. 棉纺织技术, 2019(03)
- [6]三维编织预成型体的织造及三维编织复合材料细观结构研究进展[J]. 韩振宇,梅海洋,付云忠,富宏亚. 材料工程, 2018(11)
- [7]变截面三维编织预制件增减纱技术与力学性能研究概述[J]. 荆云娟,赵领航,张元,王海涛. 高科技纤维与应用, 2018(03)
- [8]减纱对2.5D织物变形性及其复合材料力学性能的影响[D]. 刘俊岭. 天津工业大学, 2018(11)
- [9]三维编织主动携纱器的研究与设计[D]. 邢圆圆. 西安工程大学, 2017(06)
- [10]立体织物增强复合材料热传导性能研究[D]. 李媛琪. 天津工业大学, 2017(08)