三维编织复合材料热粘弹性耦合的力学行为研究

三维编织复合材料是新型结构材料研究领域的前沿课题之一。编织复合材料在航空航天飞行器使用中，在温度等因素的环境变化中受到长期外载荷的作用，热粘弹性成为表征其力学行为重要的性能之一。因此，研究三维编织复合材料的热粘弹性耦合问题具有重要的学术价值和工程应用前景。本项目将在实验、理论分析、数值模拟的结合上，采用深度方向的高分辨率超声成像方法揭示材料内部细微观结构特征，计算机再现编织复合材料中的纤维束三维实际走向、树脂囊分布形状等，评价纤维束编织和材料成型对单胞结构的影响，探索温度变化、时间、循环载荷等因素对于热粘弹性力学行为的影响，并运用均匀化理论进行多尺度分析，弄清其物理机制，给出宏观力学性质与细微观结构的内在关联，建立三维编织复合材料的热粘弹性本构模型，确定其中的材料和结构参数，对温度变化环境和复杂应力状态下热粘弹性能进行预报，为此类材料在我国航空航天飞行器中广泛应用提供基础。

三维编织复合材料是新型结构材料研究领域的前沿课题之一。编织复合材料在航空航天飞行器使用中，在温度等因素的环境变化中受到长期外载荷的作用，热粘弹性成为表征其力学行为重要的性能之一。因此，研究三维编织复合材料的热粘弹性耦合问题具有重要的学术价值和工程应用前景。本项目围绕研究三维编织复合材料热粘弹性力学行为这一中心，在实验、理论分析、数值模拟结合的基础上，探索了温度变化、时间、交变载荷等因素对于热粘弹性能的影响，并运用均匀化理论进行多尺度分析，给出了宏观力学性质与细微观结构的内在关联，建立了三维编织复合材料的热粘弹性本构模型，对温度变化环境和复杂应力状态下热粘弹性能进行了预报。以上研究为此类材料在我国航空航天飞行器中广泛应用提供基础。