复合材料三维四向矩形类编织物表面结构研究

针对有限元计算对几何参数的需要 ,详细研究了由四步 1∶1法编织的复合材料三维四向矩形截面类型预成形件的表面结构 ,为其建立了较准确的几何模型。以矢量分析方法导出表面纱段轴线、表面纱段与内部纱段的接触线等数学表达式。据此得到该材料表面结构的几何参数值和下面结果 :表面纱段轴线由两条相互对称且位于正交平面上的椭圆弧光滑连接而成 ;同一条纱线的表面段和内部段为光滑连接 ;接触线是椭圆弧。

复合材料三维四向矩形编织物角柱结构研究

针对有限元计算对几何数据的需要 ,详细研究了由四步 1∶ 1法编织的复合材料三维四向矩形编织物的角柱结构 ,为其建立了准确的几何模型。以矢量方法导出纺纱 (纤维束 )角柱段轴线、以及角柱段与内部段、角柱段与角柱段的接触线等的数学表达式。据此得到角柱结构几何参数值 。

四步法矩形编织物单纱空间形态

通过将示踪纱线和普通棉纱一起在四步法矩形编织机上编织,然后对编织物以较小间距连续横切,用数码相机拍摄横截面,得到一系列连续横截面上示踪纱线的坐标点。在认为纱线横截面为圆形的前提下,模拟出单纱在编织物中的空间构型。

三维编织物的计算机仿真系统研制

介绍三维编织物计算机仿真系统的结构和主要功能。以四步法矩形三维编织物为例 ,研究实现三维编织物计算机动画仿真的方法。给出了各种编织结构和编织工艺的三维编织物计算机仿真实例。

三维四向编织复合材料改进模型弹性性能计算

针对三维四向编织复合材料,在改进的矩形截面单胞模型的基础上,考虑了相邻纤维束之间的界面粘结效应,推导了单胞的几何特性与编织工艺参数之间的数学关系,并且采用ANSYS软件建立了实体有限元模型,得到了等效弹性性能参数;之后,分析了各工艺参数对弹性模量的影响规律.通过有限元计算的材料弹性性能常数与试验数据符合较好,较为真实地模拟了该材料的细观结构,对三维编织复合材料的设计和工艺具有一定的参考价值.

二步法三维编织物交互设计与仿真

以二步法矩形三维编织物为例,在分析纱线运动规律的基础上,建立了编织物参数化仿真模型。以VRML作为三维展示平台,以Java作为控制核心,实现了二步法矩形编织物的交互设计与仿真,用户在织造前通过网络即可直观地了解编织空间结构和编织运动过程,并可实时修改,显著提高了产品设计质量与效率。

T型编织复合材料的制备及弯曲性能研究

以玻璃纤维为原料,采用全自动模块组合旋转法三维编织平台制备三维四向T型、三维五向T型、三维全五向T型及相同体积分数的三维全五向方形编织预制件,并将其分别与环氧树脂基体复合,制备三维编织复合材料。借助Instron万能材料试验机测试上述4种材料的弯曲性能,探讨材料发生弯曲破坏的机理。结果表明,三维全五向T型编织复合材料的抗弯性能最好,三维四向T型编织复合材料的抗弯性能最差;三维全五向T型编织复合材料比相同体积分数的三维全五向方形编织预制件抗弯能力强。