植物纤维增强复合材料非线性力学行为研究

第1章 绪论 1 1.1 概述 1 1.2 植物纤维及其特征 3 1.2.1 植物纤维 3 1.2.2 植物纤维的重要特征 4 1.3 传统纤维增强复合材料非线性力学行为研究 6 1.3.1 产生原因 6 1.3.2 传统纤维增强复合材料非线性本构关系研究现状 7 1.4 植物纤维增强复合材料非线性力学行为研究 16 1.4.1 重要性 16 1.4.2 研究现状 18 1.5 复合材料非线性力学行为的数值模拟 22 1.5.1 ABAQUS求解非线性问题 23 1.5.2 有限元法在复合材料研究中的应用现状 25 1.6 研究思路、研究内容与创新点 26 1.6.1 研究思路 26 1.6.2 研究内容 27 1.6.3 创新点 28 第2章 加捻植物纤维增强复合材料纵向拉伸非线性研究 30 2.1 引言 30 2.2 试验部分 31 2.2.1 原材料 31 2.2.2 试验仪器 31 2.2.3 试样制备 32 2.2.4 纵向拉伸试验 33 2.3 结果与讨论 33 2.3.1 加捻剑麻/环氧复合材料纵向拉伸非线性力学行为 33 2.3.2 基于分段函数的单向加捻植物纤维增强复合材料纵向 拉伸模型 35 2.4 本章小结 47 第3章 无捻植物纤维增强复合材料偏轴拉伸非线性研究 49 3.1 引言 49 3.2 试验部分 50 3.2.1 原材料 50 3.2.2 试验仪器 50 3.2.3 复合材料制备 50 3.2.4 偏轴拉伸试验 50 3.3 结果与讨论 52 3.3.1 无捻剑麻纤维增强环氧树脂复合材料偏轴拉伸非线性 力学行为 52 3.3.2 基于单参数的单向植物纤维增强复合材料偏轴拉伸 非线性分析 53 3.4 本章小结 60 第4章 加捻植物纤维增强复合材料偏轴拉伸非线性研究 62 4.1 引言 62 4.2 基于多层次角度的偏轴拉伸唯象模型 63 4.2.1 植物纤维增强复合材料偏轴拉伸时的多层次角度 63 4.2.2 多层次角度融合的偏轴拉伸应力―应变关系模型 66 4.3 试验部分 70 4.4 结果与讨论 75 4.5 本章小结 76 第5章 植物纤维增强复合材料非线性力学行为的数值模拟 78 5.1 引言 78 5.2 ABAQUS有限元分析在复合材料中的应用 79 5.2.1 复合材料模拟技术 79 5.2.2 复合材料的单元技术 79 5.2.3 复合材料的一般模拟过程 80 5.3 植物纤维增强复合材料偏轴拉伸有限元模拟 82 5.3.1 应力―应变关系的增量形式 82 5.3.2 UMAT子程序编程思路 84 5.3.3 有限元建模 87 5.3.4 结果与讨论 90 5.4 本章小结 92 第6章 结论与展望 94 6.1 结论 94 6.2 创新点 96 6.3 展望 96 参考文献 98