航天结构三维编织复合材料力学性能研究

(获 2 0 0 1年全军科技进步二等奖)三维编织复合材料从根本上消除了传统层合复合材料层间强度低的弊病 ,从而成为一种新型结构材料。近 2 0年来 ,国际上对三维编织复合材料的制造与应用技术 ,如用三维编织复合材料制造耐高温、烧蚀和高冲刷的导弹头锥、火箭发动机的喉衬、发动机裙和导弹弹体或火箭箭体、航天器特殊结构件、飞机机翼等的研究极为重视。本研究项目从 1 992年开始围绕航天结构进行了一系列基础及应用研究。主要研究内容为 :1 )分析了三维四向、五向编织技术及编织复合材料细观结构特点 ,比较了有代表性的理论模型 ,如CLMa的…     

“三维编织复合材料预制件表征参数测量技术研究”项目通过鉴定

该课题采用先进的计算机辅助测量技术精确测量了三维编织复合材料预制件 (织物 )的两个关键结构参数 ,即表面编织角和花节长度 (又称节距长度 ) ,从而为三维编织复合材料预制件的质量监测和质量控制提供了保证 这一课题由我校万振凯副教授等人承担 ,于 2 0 0 2年 6月 2 8日通过了天津市科委组织的专家鉴定 专家组认为 ,所研制的三维编织复合材料预制件表征参数测量系统 ,采用自行开发的硬件滤波技术 ,实现了三维编织复合材料预制件表面图像降噪的精确提取和分析 ,提高了测试过程的自动化程度 该系统设计新颖 ,功能齐全 ,操作方便 ,提高了…     

三维五向编织结构对复合材料性能的影响

研究了一种新型的三维编织复合材料－－三维五向编织复合材料的力学性能，给出了此种复合材料预制件的编织工艺，并将此种复合材料的力学性能和三维四向复合材料的力学性能做了对比。实验结果表明，此种复合材料轴向的力学性能比三维四向编织复合材料有所改善。     

“三维编织工艺模型及其CAPP系统的研究”通过验收

由我校韩其睿教授承担的天津市自然科学基金项目“三维编织工艺模型及其 CAPP系统的研究”于2 0 0 1年 7月 14日通过同行专家评议 .验收专家一致认为 ,该项目选题新颖 ,研究目标明确 .项目建立了三维异型整体编织工艺过程的数字模型和三维编织件结构模型 ;编制了三维编织件的结构显示程序、编织过程的动态模拟程序和工艺过程的设计程序 ;开发了三维编织 CAPP系统等 .　　这一研究结果有很强的实用性 ,在航空航天等领域有广阔的应用前景 ,对编织复合材料技术发展有重要推动作用 .该项目研究达到了国内领先和世界先进水平 .“三维编织工艺…     

三维编织隐层结构的拓扑分析

为提高复合材料预制件的机械强度，采用一种新型编织工艺。本文用拓扑分析方法，对预制件结构做了说明，并对工艺参量进行了理论预测，为设计功能复合材料和特殊结构复合材料提供了新的手段。     

三维编织隐层结构的拓扑分析

为提高复合材料预制件的机械强度，采用一种新型编织工艺．本文用拓扑分析方法，对预制件结构做了说明，并对工艺参量进行了理论预测，为设计功能复合材料和特殊结构复合材料提供了新的手段．     

碳纳米线在三维编织复合材料健康监测中的应用

对三维编织复合材料健康监测技术的现状进行分析,提出采用四步法三维编织技术将碳纳米线与复合材料共同编织形成智能复合材料;对复合材料预制件进行拉伸承载实验,实验数据表明预制件的编织角和碳纳米线织入间距是影响健康监测的重要因素.实验结果说明了碳纳米线传感器作为一种新的综合和分布式技术应用于复合材料制件的健康检测的可行性.     

科研鉴定

“基于小波变换的三维编织复合材料预制件表面纹理分析”通过市科委验收　　由我校网络中心主任万振凯教授承担的市基金项目“基于小波变换的三维编织复合材料预制件表面纹理分析”于 2 0 0 3年 3月 2 3日通过市科委验收 .　　三维编织预制件是制作先进的多功能复合材料制件和主承力复合材料制件的新型高级增强体织物 ,是航天、航空部门所急需的新材料 .该项目为三维编织复合材料的质量控制提供了可靠的保证 .采用小波变换等滤波技术实现了三维编织复合材料表面图像降噪的精确提取 ,用部分图像纹理分析手段测量三维编织复合材料预制件平均表…     

三维四向编织复合材料的单胞应力场分布

基于三维四向编织复合材料预制件的细观结构,提出了螺旋型纤维等效模型.采用多相有限元数值法获得了三维四向编织复合材料的轴向拉伸应力应变关系,通过有限元计算得到了材料单胞模型的细观应力分布.结果表明,螺旋型纤维等效模型的数值预报结果与实验数据基本吻合,证明了该单胞模型符合三维四向编织复合材料的实际细观结构,该模型能有效地计...     

基于霍夫变换的三维编织复合材料预制件表面编织角测量

针对三维编织复合材料预制件表面编织角人工测量准确性差、效率低等问题,提出了一种基于霍夫变换的三维编织复合材料预制件表面编织角测量方法.首先对图像进行倾斜校正,然后根据水平灰度投影曲线相邻波峰、波谷的位置分割出每一行花节,并计算编织材料的纹理方向;基于霍夫变换去除每一行第一个不完整的花节,并在此基础上分割出所有完整花节;在每一个花节区域利用霍夫变换检测直线,根据两条交叉直线的斜率计算得到每一个花节的编织角.实验结果表明:本文方法的测量绝对误差小于0.5°.     

减纱工艺对三维编织矩形截面预制件的细观结构的影响

对通过减纱工艺形成的变截面三维编织预制件的细观结构进行了研究，并采用拓扑方法进行理论分析，得到了减纱后通过减纱截面的纱线运动走向和变化规律，从而为更精确的制定异型三维编织预制件的编织工艺打下了基础．     

二步法三维编织预制件单元体结构及其图形显示

二步法三维编织预制件具有规则的单元体结构,它由5组轴纱和4组走向不同的编织线组成．文中讨论了二步法三维编织方形预制件的单元体结构,并通过构造数学算法,建立了可变换视点的几何单元体显示模型,从不同角度真实地显示了预制件单元体结构．     

二步法三维编织预制件单元体结构及其图形显示

二步法三维编织预制件具有规则的单元体结构，它由５组轴纱和４组走向不同的编织线组成。文中讨论了二步法三维编织方形预制件的单元体结构，并通过构造数学算法，建立了可变换观点的几何单元体显示模型，从不同角度真实地显示了预制件单元体结构。     

三维编织预制件的工艺参数设计

以实际应用为基础，讨论了三维编织预制件成型过程中编织角、花节长度、纤维体积含量、纱线排列、外形尺寸等参数间的关系及其相互制约特性，分析了纤维体积含量的3种计算方法，给出常规参数范围，建立了预制件编织工艺设计窗口，为使用者和设计者提供了理论参考依据．     

三维编织蜂窝结构复合材料的压缩性能分析

采用1205tex黄麻织造了三维蜂窝状编织物,通过真空辅助树脂灌注成型工艺(VARTM)制备了不同开口角度的三维编织蜂窝结构复合材料。对三维编织蜂窝结构复合材料压缩性能进行了测试和分析,结果表明:三维编织蜂窝结构复合材料在压缩过程中,压缩曲线中的平台区有大量的压缩峰,表现出较好的压缩缓冲作用,提高了其抗压能力。不同开口角度对三维编织蜂窝结构复合材料压缩性能有明显影响,60°开口角度的压缩载荷明显高于30°和45°的复合材料,三维编织蜂窝结构复合材料的压缩破坏模式大致相同。     

三维编织复合材料预制件表面图像技术的研究

分别应用二值化处理、形态滤波处理及细化处理等数字图像处理方法对三维编织复合材料预制件表面图像进行了图像预处理。对处理后的图像进行交叉点特征提取，可以获得预制件中编织花节的顶点信息。根据获得的特征信息可以实现对编织花节的定位，进而完成后期的预制件特征参数的计算和统计。     

三维编织复合材料力学性能分析方法评述

由于三维编织复合材料中纤维束在空间分布的复杂性,与层合复合材料力学性能分析有着本质的差别.为此本文概述了三维编织复合材料的力学特点及其一般研究步骤,详细介绍了目前几种常见的力学分析模型,分析了其存在的优缺点,依此指导力学工作者合理地选择计算模型,使之能对三维编织复合材料进行较为精确的力学性能预报,并为今后的研究提供指导.     

三维编织预制件真实感图形的显示

由于三维编织预制件表面结构的曲线化和多样化,显示其真实感图形要求结构划分合理、精细,其计算量相当大．本文利用ＳＵＮ工作站ＸＧＬ图形库强大的函数功能和运算功能,初步建立了三维编织预制件的光照模型,实现了对其真实感图形的较好显示．     

“三维编织复合材料的结构和疲劳性能的研究”项目通过市科委验收

由我校复合材料研究所所长李嘉禄教授承担的天津市自然科学基金项目“三维编织复合材料的结构和疲劳性能的研究”于2006年1月12日通过市科委组织的专家验收．该项目在国内首先提出了一种计算机图像处理技术,分析研究了三维编织复合材料的微观结构,观测并描述了纤维束的走向和截面形状,建立了编织工艺参数和几何结构参数的关系式．经实     

三维编织复合材料力学性能研究进展

综述了近年来国内外对三维编织复合材料力学性能的研究进展,主要包括实验研究、理论研究和数值仿真研究.在理论研究方面介绍了"米"字枝状模型、纤维倾斜模型、三细胞模型、螺旋线模型以及基于细观结构几何模型的刚度和强度性能研究.在数值仿真研究方面介绍了研究人员根据三维编织复合材料的成型技术、编织程序和纤维在编织过程中的走向等建立...