三向正交机织碳/玻璃纤维混杂复合材料的模态分析

通过有限元法预测三向正交机织碳/玻璃纤维混杂复合材料的模态性能。为对比三向正交机织碳/玻璃纤维混杂复合材料的模态性能,制备了其他三种总体纤维体积含量相同但结构和纤维组分不同的复合材料(层合碳/玻璃纤维混杂复合材料、三向正交碳纤维复合材料、三向正交玻璃纤维复合材料)。首先建立了四种复合材料的单胞模型,基于均质化理论方法计算每种单胞模型模量;随后采用有限元软件建模输入单胞模型模量参数求得四种复合材料的固有频率;最后将有限元模拟得到的固有频率与试验固有频率进行比较,验证了有限元模型的有效性。研究发现,用数值试验方法来研究复杂纺织复合材料的模态行为是可行的。

三维织物剪切变形的试验研究

针对摩擦力大和纱线偏移对试验结果影响明显等问题,改进和完善了相框剪切试验装置,有效地提高了试验结果的可靠性和正确性;利用该装置开展了三向正交织物剪切变形试验,分析了Z向纱细度和织物密度对三向正交织物剪切性能的影响,探索了三向正交织物的变形机理.结果表明:Z向纱细度和织物密度对三向正交织物剪切性能有一定影响;在初始剪切阶段,变形机理主要以纱线间的相互摩擦以及Z向纱线的扭转变形为主,而在挤压阶段,纱线间横向挤压变形则为主要变形模式.