2.5维机织复合材料的几何结构模型与验证

为验证2.5维机织复合材料结构与其力学性能的关系,基于对材料断面显微照片的观察和分析,假定纤维束截面为跑道形,建立了2.5维机织复合材料的单元结构模型。借助模型推导出纱线在几种典型结构(浅交弯联、浅交直联、深角联)的单元体结构内的纱线长度、接结经的取向角和纤维体积分数,并对材料进行拉伸、压缩性能预测。制作了满足要求的2.5维机织复合材料试验件并对其进行力学性能测试,通过试验值和预测值的对比,验证几何模型的正确性。

2.5维编织结构纤维体积含量的数值计算

2 .5维编织是近年来发展起来的一种新型编织技术 ,有着较广阔的工程应用前景。本文以最典型的 2 .5维结构为例 ,讨论了该种结构的单元体模型 ,推导出了单元体内纤维体积含量的计算公式 ,并用实验对计算数值进行了验证 。

2.5维编织复合材料的细观结构与弹性性能

介绍2.5维编织工艺的概念,归纳3种较有代表性的细观结构几何模型并对比各结构模型的优缺点,从理论计算与数值模拟两方面总结2.5维编织复合材料弹性性能预测的研究成果,最后分析了几何结构及经、纬密等工艺参数对纤维体积分数(体积含量)与复合材料弹性性能的影响。

基于高斯波束的2.5维数值模拟

由于具有计算速度快的优点,射线追踪方法在地震勘探中一直起着非常重要的作用。V.Cerveny在上世纪80年代初提出了高斯波束方法,该方法同时考虑了波的动力学和运动学特征,并且无需两点试射追踪,因而运算速度快且精度高;另外高斯波束对异常区波场有较好的效果,比如焦散点、阴影区、临界和超临界反射。研究的主要内容是2.5维简单结构模型的高斯波束法。利用2.5维模型进行数值计算相当于在二维空间内计算三维问题,可以节约很大一部分计算。