摘要：本文提出了非正交细观有限元模型，该模型考虑了非正交周期边界条件和弹塑性损伤模型，用于预测考虑剪切预变形机织复合材料的有效力学性能，揭示其损伤和失效机理。实验测试结果验证了该有限元模型的正确性，为预变形机织复合材料复杂结构的分析和设计提供了可靠的理论指导。

关键词：剪切预变形；机织复合材料；非正交模型

Keywords：shear pre-deformation；woven composites；non-orthogonal model

当前，我国航空发动机技术仍处于落后水平，加之受到国际上的技术封锁影响，我国航空发动机研发技术发展缓慢，发展并提高航空发动机制造技术成为迫切需要解决的问题之一，其中，航空发动机风扇叶片的研发是发动机制造技术的关键。三维织物在变形成型过程中会受到复杂的三维应力作用，产生复杂的变形模式及应力场，导致纤维聚集状态、纱线排列、局部纤维体积含量变动以及后续生产过程中树脂渗透性等发生变化，这些变化最终都会影响复合后的复合材料的力学性能。本研究中，发展了一种应用非正交周期边界条件的新型非正交有限元模型，研究具有剪切预变形的三维机织复合材料的力学性能和失效机理，为了验证模拟结果，进行了准静态拉伸试验。本研究可以为具有良好损伤容限的异形机织复合材料的设计和制造提供依据。

1 数值模拟

在三维机织复合材料中，内部纱线被基体包围，导致其复杂的应力状态。因此，三维机织复合材料具有多种失效模式，包括纱线断裂、横向纱线断裂和基体断裂。……