發(fā)布時(shí)間：2018-08-03 16:02

【摘要】：由于夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的優(yōu)異性能,近年對(duì)其研究一直在深入。本文采用高強(qiáng)低伸工業(yè)滌綸為原料加工機(jī)織間隔織物,對(duì)間隔織物空間進(jìn)行泡沫填充,面層與樹脂進(jìn)行復(fù)合,制得了三明治型復(fù)合板材,并對(duì)板材的各項(xiàng)平壓力學(xué)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和仿真模擬分析。首先進(jìn)行了三明治復(fù)合板材的設(shè)計(jì)與加工。由于三明治型復(fù)合板材的壓縮性能主要取決于其夾芯結(jié)構(gòu),接結(jié)紗細(xì)度、聚氨酯泡沫的填充密度不同會(huì)影響板材的平壓性能,在間隔織物織造過程中,通過改變接結(jié)紗的細(xì)度,設(shè)計(jì)加工了5種接結(jié)紗細(xì)度的板材,在填充過程中通過改變填充聚氨酯泡沫材料的用量,設(shè)計(jì)加工了7種填充密度的板材,并對(duì)其平壓性能進(jìn)行了測(cè)試分析。其次,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析;通過分析典型載荷變形曲線,可知三明治復(fù)合板材的平壓過程分為契合區(qū)、彈性區(qū)、屈服區(qū)和壓實(shí)區(qū)。利用回歸分析方法可知,隨著接結(jié)紗細(xì)度的增加,三明治復(fù)合板材各項(xiàng)平壓力學(xué)指標(biāo)也逐漸增加;接結(jié)紗細(xì)度增加到一定程度后,由于接結(jié)紗與填充泡沫的協(xié)同作用,三明治復(fù)合板材所能承受的載荷增加量逐漸不明顯。通過分析載荷變形曲線,得知隨著填充密度的增加,三明治復(fù)合板材各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)呈現(xiàn)整體上升趨勢(shì),增加到一個(gè)極限密度后各項(xiàng)平壓力學(xué)指標(biāo)開始下降,泡沫填充密度與板材平壓強(qiáng)度呈拋物線關(guān)系,存在一個(gè)極限密度,使得三明治復(fù)合板材各項(xiàng)平壓力學(xué)指標(biāo)達(dá)到最高。最后,利用有限元分析軟件AYSYS Workbench構(gòu)建了三明治復(fù)合板材的仿真模型并進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。通過觀察等效應(yīng)力、應(yīng)變分布云圖,得知了板材在受到平壓載荷時(shí)的應(yīng)力、應(yīng)變分布狀況;通過模擬實(shí)驗(yàn)得出:三明治復(fù)合板材的結(jié)構(gòu)對(duì)其力學(xué)性能具有增強(qiáng)作用;不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)三明治復(fù)合板材的力學(xué)性能的影響與實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)論相吻合,具有很好的可靠性。
[Abstract]:Due to the excellent properties of sandwich structure composites, the research has been going deep in recent years. In this paper, the interwoven fabric was processed with high strength and low elongation industrial polyester as raw material, the space of spacer fabric was filled with foam, and the surface layer was compounded with resin, and the sandwich composite plate was prepared. The experimental study and simulation analysis of the mechanical properties of the plate are carried out. Firstly, the sandwich composite plate was designed and processed. Because the compression performance of sandwich composite plate mainly depends on its sandwich structure, the fineness of the yarn and the filling density of the polyurethane foam will affect the flat compression performance of the sheet. In the weaving process of the spacer fabric, the fineness of the yarn is changed by changing the fineness of the bonding yarn. Five kinds of laminates with yarn fineness were designed and processed. By changing the amount of filled polyurethane foam materials, seven kinds of filling density plates were designed and processed, and their flat compression properties were tested and analyzed. Secondly, the experimental results are analyzed, and by analyzing the typical load deformation curve, it is known that the flat compression process of sandwich composite plate can be divided into fit zone, elastic zone, yield zone and compaction zone. The regression analysis method shows that with the increase of yarn fineness, the mechanical indexes of sandwich composite sheet increase gradually, and when the yarn fineness increases to a certain extent, because of the synergistic effect of bonding yarn and filling foam, The load increase of sandwich composite sheet is not obvious gradually. By analyzing the load deformation curve, it is found that with the increase of filling density, the mechanical indexes of sandwich composite plate show an overall upward trend, and after increasing to a limit density, the mechanical indexes of flat compression begin to decrease. There is a parabola relationship between the foam filling density and the flat compressive strength, and there is a limit density, which makes the mechanical index of sandwich composite plate reach the highest. Finally, the simulation model of sandwich composite plate is constructed by using finite element analysis software AYSYS Workbench and the simulation experiment is carried out. By observing the cloud diagram of equivalent stress and strain distribution, the stress and strain distribution of the plate under flat compression load is obtained, and the results of simulation experiment show that the structure of sandwich composite plate can enhance its mechanical properties. The effect of different structure parameters on the mechanical properties of sandwich composite sheet is in agreement with the experimental results and has good reliability.
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB33

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本文編號(hào)：2162253