Zia-U r-Rehman 彭雄奇 石少卿 丁纺纺

1.西北工业大学,西安,710072 2.上海交通大学,上海,200030 3.后勤工程学院,重庆,401311

机织复合材料双球型冲压的有限元模拟

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1.西北工业大学,西安,710072 2.上海交通大学,上海,200030 3.后勤工程学院,重庆,401311

利用基于连续介质力学的有限元法对机织复合材料织物的冲压过程进行了模拟仿真。一个非正交本构模型被用来描述机织复合材料在大变形下由于经纱和纬纱之间角度变化所引起的非线性各向异性材料行为。利用双球形基准冲压模拟装置对平纹机织复合材料进行常温下的冲压成形模拟仿真,编写了ABAQUS/Standard中的用户材料子程序来描述机织复合材料的材料属性。模拟结果与实验结果对比表明,机织复合材料冲压成形模拟分析结果与实验结果具有良好的一致性。

机织复合材料;有限元分析;成形模拟;双球型模具;非正交本构模型

0 引言

机织复合材料以其高比强度、高比模量和低成本的结构优势而越来越广泛地运用于航空和汽车制造业。由于纤维束在纤维方向上的拉伸和沿对角线方向上的大量伸长而使机织复合材料具有良好的稳定性和可成形性,这些特征使得机织复合材料可以被加工成较复杂的形状。通过数值模拟可以对机织复合材料冲压成形进行分析和工艺优化设计。

机织复合材料成形模拟较为常见的途径为几何学方法和连续介质有限元法。几何学方法以运动学为基础[1-2],其模型相对比较简单且运算量不大。……