三维五向编织复合材料试验模态分析

• 作 者: 高岩
• 机 构: 天津工业大学
• 出 处: 天津工业大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 三维编织增强 树脂基复合材料 振动性能 模态分析 阻尼比

三维编织增强树脂基复合材料是先进复合材料的一种，由于轴向纱的加入使得三维.五向编织复合材料的轴向力学性能得到了提高。随着三维五向编织复合材料在航空航天、运输、建筑和体育等领域的应用，对其力学性能的研究日趋重要。以往对于复合材料的振动性能研究主要集中在层合复合材料与夹芯复合材料领域，而三维五向编织复合材料振动性能的研究较少。因此，对于三维血向编织复合材料的研究与应用具有重要意义。　　
三维五向编织复合材料悬臂梁试验模态分析由试验设计，试验结果和原理分析三部分组成。　　
为了考察三维五向编织复合材料的振动性能与其细观结构参数之间的相互关系，研究选取不同表面编织角与纤维体积含量的四步法l×l矩形编织件作为试验试件。并且对相同纤维体积含量的层合复合材料进行了对比试验研究。　　
通过三维五向编织复合材料试验模态分析的结果可知：　　
细观结构参数对三维五向编织结构复合材料振动性能影响显著。相同表面编织角条件下，随着纤维体积含量的增大，编织复合材料的固有频率增大，阻尼比减小。相同纤维体积含量条件下，随着表面编织角的增大，编织复合材料的固有频率减小，阻尼比增大。　　
三维五向编织复合材料与层合复合材料的对比研究可知：两种材料固有频率和阻尼比之间的关系随着纤维体积含量值的不同变化显著，相同纤维体积含量条件下，固有频率和阻尼比之问的关系与编织复合材料的表面编织角大小密切相关。　　
该试验结果证明通过细观结构参数的选取，可实现三维五向编织复合材料的模态参数的可设计性，为材料的设计和应用提供了有力依据。