摘要：根据三维五向编织复合材料的细观结构模型,分别假设编织纱线和轴纱具有六边形和正方形横截面,建立了计算三维五向编织复合材料导热性能的有限元模型.采用有限元方法,设定合理的边界条件,计算了三维五向编织复合材料的横向和纵向热传导系数,并与三维四向编织复合材料的热传导系数进行了比较,分析了编织角和纤维体积含量对热传导系数的影响规律.此外,还确定了材料内部的温度、热梯度及热流量的分布,为材料热力耦合问题的分析奠定了基础.

摘要：将三维编织工艺应用到复合材料飞轮转子的设计制造中可以显著提高飞轮储能密度。由此提出一种三维五向编织工艺的飞轮设计制造方法,给出使用该工艺编织飞轮的详细过程,分析飞轮预成形件的细观模型以及相关尺寸关系,并讨论编织工艺参数与结构参数之间的关系,从而为实际工艺结构参数的设计提供理论依据。

摘要：基于三维圆型编织的主要工艺,系统研究了三维五向圆型编织的纱线交织结构,建立了内部单胞和表面单胞模型。推导了单胞的几何特性、编织工艺参数之间的数学关系。基于此模型,采用改进的刚度平均化方法,计算了三维圆型编织复合材料的弹性性能参数,并与实验的结果进行了对比,吻合较好。分析了编织角和纤维体积含量对弹性性能的影响,结果表明,五向圆型编织复合材料保持了四向圆型编织复合材料良好的力学性能,同时由于轴纱的加入,使得轴向的力学性能得以提高。

摘要：飞轮储能系统(FESS)储能能力的关键因素之一是飞轮的储能密度。采用三维五向编织工艺能够有效提高复合材料飞轮的综合力学性能,从而提高飞轮储能密度。笔者运用ANSYS对三维五向编织复合材料飞轮进行应力有限元分析,并证明该工艺可以明显提高飞轮储能密度;同时优化设计了基于强度准则的飞轮极限转速计算模型,给出了计算算例,计算结果比采用三维四向编织的极限转速提高了40%。最后进一步分析了影响极限转速的因素。

摘要：以三维五向织物细观结构为研究对象,通过建立单元体几何模型,推导出了编织工艺参数和织物结构参数之间的数学计算关系,并用板块编织试验对计算结果进行了验证,所得结果与理论分析结果吻合较好。证实了所建模型的正确性,为三维五向织物结构的设计、计算和应用提供了理论基础。

摘要：针对不同编织角、不同纤维体积分数的三维五向炭纤维/酚醛编织复合材料在不同温度下进行了纵向(编织方向)压缩和横向压缩试验,获得了其主要压缩力学性能,分析了编织参数、温度对材料压缩力学性能的影响。对试件断口进行了宏观及扫描电镜观察,从宏、细观角度研究了材料的变形及其破坏机制。结果表明,三维五向炭纤维/酚醛编织复合材料的压缩应力-应变曲线呈现明显的非线性特征,且温度效应明显;编织角和纤维体积分数是影响材料压缩性能的主要参数。三维五向炭纤维/酚醛编织复合材料的纵向压缩与横向压缩具有完全不同的破坏机制。