编织复合材料拉伸力学性能的研究

      针对三维四向和五向编织复合材料进行了拉伸实验，从宏观角度研究了它们的力学行为，获得了这些材料的主要力学性能参数及变形、破坏规律。基于宏观实验，本文还对拉伸试件断口进行了扫描电镜测试，从细观角度对编织复合材料的破坏机制作了分析，得到一些重要结论。这些结果为进一步研究编织复合材料的强度失效问题奠定了实验基础。

      编织结构复合材料是一种新型的结构材料，目前在结构设计中越来越受到人们的重视。众所周知，传统的层合板复合材料具有难以克服的固有缺陷，比如：沿厚度方向的刚度和强度性能较差，面内剪切和层间剪切强度较低，易分层，并且冲击韧性和损伤容限水平都较低。因此，在很多情况下层合结构复合材料不能满足工程设计和使用的要求。为改进复合材料的力学性能，需要在复合材料的刚度和强度较弱的方向加进增强纤维，这种设想与纺织技术的结合就产生了编织结构复合材料。

      伴随着新材料的产生，三维编织复合材料力学性能的研究成为当今复合材料和力学界的研究热点。目前国际上Yang已提出了倾斜纤维模型，他们用四个倾斜层板的集合来描述编织复合材料的特性。Frank[2]在实验观察的基础上，建立了确定三维编织物几何尺寸的理论框架，并用一个几何模型(FGM)预估织物和复合材料的强度和模量。国内吴德隆等从细观角度提出了由可重复的基元、面元和柱元构成的3 cells模型，预测了编织结构复合材料的弹性模量和泊松比。李嘉禄‘41和孙慧玉等‘51也对三维编织复合材料进行了实验研究。

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