復(fù)合材料組成的細(xì)觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究

1.75萬字 64頁 原創(chuàng)作品，通過查重系統(tǒng)



摘 要
單向玻璃纖維增強聚合物復(fù)合材料是典型的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形式之一，由于其優(yōu)良的力學(xué)特性以及制造工藝方便等特點，因此在實際工程得到了廣泛應(yīng)用，如風(fēng)力機葉片、飛機葉片等。本文結(jié)合數(shù)值計算分析和細(xì)觀力學(xué)法進(jìn)行研究分析纖維布置方位角對纖維復(fù)合材料的彈性模量的影響，研究結(jié)果有望為玻璃纖維增強復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供一定的設(shè)計指導(dǎo)。
本人的主要工作如下：
1. 首先運用矩陣旋轉(zhuǎn)理論分析纖維布置方位角對纖維復(fù)合材料的彈性模量的影響，給出不同角度下的材料彈性模量數(shù)學(xué)表達(dá)形式。
2. 熟悉有限元原理，在此基礎(chǔ)上運用Abaqus有限元軟件計算出，在均勻應(yīng)變和均勻應(yīng)力邊界條件下，不同纖維角度布置形式的纖維復(fù)合材料局部應(yīng)力和應(yīng)變分布。
3. 在有限元計算分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，運用細(xì)觀力學(xué)均勻化方法，通過體積積分給出平均應(yīng)力和應(yīng)變，從不同纖維角度布置形式的纖維復(fù)合材料最終給出彈性模量，通過例子繪圖說明了纖維布置方位角對材料彈性模量的影響。



關(guān)鍵詞：纖維增強復(fù)合材料；纖維方位角；有限元分析；細(xì)觀力學(xué)