李金超

(河南工程学院 纺织工程系，河南 郑州 450007)

纺织复合材料是20世纪80年代发展起来的一种新型先进复合材料，它通过机织、针织、编织等传统纺织技术将高度定向排列的连续高性能纤维束交织在一起形成预制件，然后与树脂固化制成复合材料结构[1].作为一种新型的结构材料，纺织复合材料由于其优良的综合性能如比刚度大、比强度高、重量轻、整体性能好、抗冲击性能和耐烧蚀性能好等优点，在航空航天领域备受关注,并在许多工程领域显现出巨大的应用前景[2].

20世纪80 年代末，Gutowski等[3-5]提出了平行排列纤维束的纤维屈曲单元模型，认为纤维束的弹性变形行为可简化为由一根轻微弯曲的纤维控制.Gutowski等提出的纤维弯曲模型使一些基础问题得到了很好的解决，比如轴向力与轴向伸长、轴向力与纤维体积含量、体压力与纤维体积含量关系等，为单向纤维预浸料的模压和热压罐成型工艺提供了较好的理论支持.

2004年，Zhou等[6]采用数字有限元法(Multi-chain digital element analysis)将纤维束离散为有限根平行排列的单纤维，每根纤维离散为由销钉连接的杆单元，通过定义纤维之间的接触及摩擦状态并模拟纤维束在外载作用下截面的变化情况，首次将高性能纤维束的细观结构研究推进到了纤维尺度，为进一步研究纤维束的结构及性能提出了新的方向.然而，此模型中纤维束内的纤维完全平行，没有考虑工艺生产过程中种种干扰造成的部分纤维偏转.

为了反映纤……