复合材料组成的细观结构优化设计研究.doc

复合材料组成的细观结构优化设计研究

1.75万字 64页 原创作品，通过查重系统



摘 要
单向玻璃纤维增强聚合物复合材料是典型的复合材料结构形式之一，由于其优良的力学特性以及制造工艺方便等特点，因此在实际工程得到了广泛应用，如风力机叶片、飞机叶片等。本文结合数值计算分析和细观力学法进行研究分析纤维布置方位角对纤维复合材料的弹性模量的影响，研究结果有望为玻璃纤维增强复合材料的微观结构优化提供一定的设计指导。
本人的主要工作如下：
1. 首先运用矩阵旋转理论分析纤维布置方位角对纤维复合材料的弹性模量的影响，给出不同角度下的材料弹性模量数学表达形式。
2. 熟悉有限元原理，在此基础上运用Abaqus有限元软件计算出，在均匀应变和均匀应力边界条件下，不同纤维角度布置形式的纤维复合材料局部应力和应变分布。
3. 在有限元计算分析结果的基础上，运用细观力学均匀化方法，通过体积积分给出平均应力和应变，从不同纤维角度布置形式的纤维复合材料最终给出弹性模量，通过例子绘图说明了纤维布置方位角对材料弹性模量的影响。



关键词：纤维增强复合材料；纤维方位角；有限元分析；细观力学