不同连接层数的双轴向纬编多层衬纱织物增强复合材料的模态性能研究.pdf

学位论文的主要创新点㈣洲㈣㈣㈣必一、本论文通过振动信号采集,处理和分析程序对不同连接层数的双轴向纬编多层衬纱织物(Multi—layered Biaxial Weft Knitted, 简称船wK,下同)增强复合材料进行了单输入/单输出悬臂梁锤击振动试验模态性能分析,得到试验件模态参数(固有频率和阻尼比)与细观结构的关系。二、通过实验研究分析,得出了不同纤维体积含量、不同连接层数和纱线排列方向等因素对MBWK织物(MBWK)增强复合材料模态特性的影响。三、实验同时对长度为250mm,200mm,150mm,lOOmm的,不同连接层数的船wK织物(MBWK)增强复合材料进行模态试验研究,分析得出不同试件长度对材料模态性能的影响以及固:育频率和阻尼比的关系。摘要近年来,针织轴向织物增强复合材料以其优异的物理机械性能和良好的可设计性取得了迅速发展。作为增强材料,针织轴向织物以其优良的成型性能、良好的抗冲击性和优异的力学性能使针织轴向织物增强复合材料在航空航天、军事、以及其他高性能结构等领域都得到了广泛应用。对于纤维增强复合材料的模态特性,阻尼比和固有频率是两个重要的动力学参数,它们主要依赖于增强纤维与基体的模态性能、纤维体积百分数、增强纤维的组成结构以及纤维与基体的相互作用。随着MBWK织物(MBwK)增强复合材料应用的不断扩大,模态性能必将受到广泛关注,但现在对这方面的研究还很少, 在基础性研究中存在许多空白,工程和实践中需要大量可靠的相关数据,做好相关研究具有重要意义。本课题主要通过试验方法对不同连接层数的MBWK织物(MBWK)增强复合材料的模态特性进行研究,旨在得到不同结构参数(衬纱方向的不同、纤:准体积含量)对模态性能的影响。对于细观结构主要考查不同连接层数的MBWK织物(MBWK)增强复合材料的纤维体积含量、连接层数和纱线排列方向等对材料模态特性的影响。实验中对长度为250mm,200ram,150mm,lOOmm的,不同连接层数的MBWK织物(MBlNK)增强复合材料进行模态试验研究,分析不同试件长度对材料模态性能的影响以及固有频率和阻尼比的关系。通过不同连接层数的MBWK织物(MBWK)增强复合材料试验模态分j听的结果可知: 细观结构参数对MBWK织物(MBWK)增强复合材料振动性能影响显著。对于相同连接层数条件下,随着纤维体积含量的增大,MBWK织物(ⅥBwK)增强复合材料的固有频率增大,阻尼比减小。对于相同连接层数相同纤维体积含量条件下, 随着衬纱方向的不同(试件的长度方向和经向衬纱一致,为0。;试件的长度方向和纬向衬纱一致,为90。),固有频率以及阻尼比没有显著差异:对于相同纤维体积含量条件下,随着试件长度的减少,MBWK织物(MBWK)增强复合材料的固有频率增大,阻尼比减小。该试验结果证明通过细观结构参数的选取,可实现对MBWK织物(~IBWK)增强复合材料模j态参数的可设计性,为材料的设计和应用提供了有力依据。关键词:MBWK织物;试验模态分析;固有频率;阻尼比;细观结构参数 ABSTRACT Biaxial Knitted fabrichave been widely applied,which depends primarily on its good formability,excellent mechanical reinforcing material,Biaxial Knitted fabric are widely used inaerospace,automotive,military and other high performance structural applications due totheirexcellent formabilit)’,good impact resistance,excellent mechanical properties. For mode characteristics posite materials,the damping ratioand natural frequency are two important icsparameters,which are mainly dependent on the mode properties ofreinforced fiber and volume ing position structure and the interaction of fiber and with widely application oftheMulti—layered Biaxial WeftKnitted (~+