整体中空双夹层复合材料力学性能研究

【摘要】：整体中空双夹层结构不但具有整体中空夹层结构层间性能好、不易分层等优点，而且解决了整体中空夹层结构由于芯材高度过大导致的性能不稳定的问题。本文对整体中空双夹层复合材料进行了详细的理论分析和实验研究。主要包含以下内容： 第一部分采用理论解析方法对材料力学性能进行了研究。通过整体中空双夹层复合材料纱线走向及结构参数确定了的材料细观结构，选取最小结构单元作为单胞结构，并在此基础上建立了该结构的力学模型。采用体积平均法对材料的刚度与强度进行预测，分析了不同面板厚度参数及纱线密度情况下结构弹性模量的变化。 第二部分对材料单胞模型进行了有限元数值模拟。使用CATIA软件建立整体中空双夹层结构的三维几何模型，并用hypermesh软件对模型进行网格离散。进行了平拉、平压、侧拉、侧压等工况的数值模拟，重点讨论了平压状态下芯材空间倾斜角度对平压强度造成的影响。 第三部分研究了整体中空双夹层复合材料的成型工艺并制作了试件，对其进行多种力学性能实验，通过实验结果与有限元模拟及理论分析结果的对比分析，验证了力学模型的准确性。