文档介绍：中图分类号:TB332; 论文编号:1028701 12-S054
学科分类号:080104

硕士学位论文

三维编织复合材料黏弹性能研究

研究生姓名袁欣
学科、专业工程力学
研究方向复合材料结构力学
指导教师孙慧玉教授

南京航空航天大学
研究生院航空宇航学院
二О一二年三月
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Aerospace Engineering

A Study on Viscoelastic Properties of
Three-Dimensionally posites

A Thesis in
Engineering Mechanics

by
Yuan Xin
Advised by
Prof. Sun Huiyu

Submitted in Partial Fulfillment
of the Requirements
for the Degree of
Master of Engineering

March, 2012
承诺书
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行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,
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明。
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进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)

作者签名:
日期:
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
黏弹性能是树脂基三维编织复合材料的一项重要力学性能。目前关于三维编织复合材料
黏弹性能的理论研究工作还较少,本文针对此课题主要做了以下工作:
首先,根据三维编织复合材料的细观结构,建立了三维编织复合材料的单胞模型,该模
型区分了各种纱线的截面形状,可使纱线之间紧密接触,精细地刻画了单胞的细观几何结构。
其次,基于均匀化理论预测了三维编织复合材料的弹性模量,并研究了编织结构和工艺
参数(编织角、纤维体积比)对材料弹性模量的影响。结果表明,三维编织复合材料编织方向
的弹性模量随着编织角的增大而降低,随着纤维体积比的增大而增大。
然后,通过把弹性域对材料模量的分析方法拓展到黏弹性域,研究了三维编织复合材料
的黏弹性能,并比较了编织结构和工艺参数对材料黏弹性能的影响。结果表明,三维编织复
合材料编织方向的黏弹性效应随着编织角的增大而增强,随着纤维体积比的增大而减弱。
再次,利用材料静态黏弹性能和动态黏弹性能的关系,研究了三维编织复合材料的动态
黏弹性能。
最后,计算了树脂基三维编织复合材料在不同温度下的恒温松弛模量,建立了由树脂基
三维编织复合材料恒温松弛模量确定其变温松弛模量的一般方法。
关键词:三维编织复合材料,弹性性能,黏弹性能,复模量,周期性结构,均匀化方法,有
限元法

本文工作得到了国家自然科学基金(资助号:10972101)的资助。
本文工作在机械结构力学及控制国家重点实验室完成。
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三维编织复合材料黏弹性能研究
Abstract
Viscoelasticity is one of the most important properties of 3D posites; however
there is little research on this subject. In this paper, the viscoelasticity of 3D posites
has been studied.
Firstly, according to the meso-structures of materials, the unit cell models of 3D braided
composites are constructed, in which the sectional shapes of different kinds of yarns are
distinguished and the