三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料彎曲抗疲勞性能有限元分析

三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料彎曲抗疲勞性能有限元分析三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料彎曲抗疲勞性能有限元分析摘要：隨著工程領(lǐng)域?qū)?fù)合材料性能要求的不斷提高，三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料因其優(yōu)異的力學(xué)性能而備受關(guān)注。本文旨在通過(guò)有限元分析，探討三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料在彎曲加載下的抗疲勞性能。首先，介紹了三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及工藝制備過(guò)程。然后，建立了相應(yīng)的有限元模型，并進(jìn)行了彎曲加載下的模擬分析。最后，通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果的解析，對(duì)三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料的彎曲抗疲勞性能進(jìn)行討論，并提出了進(jìn)一步的研究展望。關(guān)鍵詞：三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料；彎曲加載；抗疲勞性能；有限元分析1.引言復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的材料組成的材料，其具有優(yōu)異的力學(xué)性能，因此在航空、航天、汽車等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料是一種新型的復(fù)合材料，它具有獨(dú)特的纖維排列結(jié)構(gòu)，能夠提供更好的強(qiáng)度和剛度。然而，由于其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以及與基體之間的粘結(jié)狀況，其彎曲抗疲勞性能一直是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。2.實(shí)驗(yàn)材料和方法（1）材料：選取一種具有高拉伸強(qiáng)度和良好的粘結(jié)性能的碳纖維和環(huán)氧樹脂作為基體材料，聚酰胺纖維作為增強(qiáng)材料。通過(guò)紡絲和編織工藝將纖維編織成三維角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)。（2）制備：首先將纖維進(jìn)行預(yù)處理，包括表面處理和附著劑涂覆。然后將纖維進(jìn)行紡絲制備，得到相應(yīng)的紡絲紗線。最后將紗線進(jìn)行編織并固化，得到三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料。（3）有限元模型建立：根據(jù)實(shí)際材料的幾何尺寸和力學(xué)性能參數(shù)，利用有限元軟件建立相應(yīng)的模型。模型包括基體和纖維的幾何形狀以及它們之間的接觸條件。3.彎曲加載下的有限元分析通過(guò)有限元分析，模擬了三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料在彎曲加載下的力學(xué)行為。首先，設(shè)定加載條件，如加載位移和加載速度。然后，在加載過(guò)程中對(duì)應(yīng)力和應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并記錄加載過(guò)程中的變化。4.結(jié)果和討論通過(guò)對(duì)有限元分析結(jié)果進(jìn)行解析，得到了三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料在彎曲加載下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和載荷-位移曲線。同時(shí)，還計(jì)算了材料的彎曲剛度和破壞載荷。根據(jù)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料具有較高的抗彎剛度和破壞載荷，表現(xiàn)出良好的彎曲抗疲勞性能。5.結(jié)論和展望通過(guò)有限元分析，本文研究了三維角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料在彎曲加載下的抗疲勞性能。結(jié)果表明，該材料具有優(yōu)異的彎曲剛度和破壞載荷，能夠滿足工程應(yīng)用的需求。然而，由于材料的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和多尺度效應(yīng)，其彎曲抗疲勞行為仍需要進(jìn)一步探索和研究。未來(lái)的發(fā)展方向包括材料制備工藝的優(yōu)化和模型的改進(jìn)，以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)材料的力學(xué)性能。參考文獻(xiàn)：[1]Xiao,Z.,Li,S.,&Lu,W.(2020).Experimentalinvestigationonfatigueresistancebehaviorof3Dangle-interlockwovencarbon/epoxycomposites.CompositesPartB:Engineering,182,107606.[2]Wang,N.,Li,Y.,&Wang,J.(2018).Numericalinvestigationofthebendingbehaviorof3Dangle-interlockwovenfabriccomposites.CompositeStructures,201,544-552.[3]Wu,Y.,Li,C.,&Wan,X.(2019).Three-dimensionalangle-interlockwovencom