在實驗研究植物纖維增強復合材料的過程中，發(fā)現(xiàn)該種復合材料的力學行為在拉伸時即呈現(xiàn)明顯的非線性。造成這種非線性的主要原因是纖維加捻、偏軸拉伸以及基體的粘彈性行為 本書利用實驗研究、機理分析、數(shù)學建模、數(shù)值模擬等手段開展植物纖維增強復合材料非線性力學行為的研究，主要工作如下： （1）系統(tǒng)地研究了植物纖維增強復合材料的非線性力學問題，從加捻縱向拉伸非線性、無捻偏軸拉伸非線性，到加捻偏軸拉伸非線性； （2）針對不同研究對象和載荷條件，分別建立了基于分段函數(shù)的縱向拉伸數(shù)學模型、單參數(shù)偏軸拉伸模型、多層次角度融合偏軸拉伸模型； （3）結(jié)合有限元仿真軟件對植物纖維增強復合材料非線性力學行為進行了數(shù)值模擬，并舉例分析。
李永平，男，中共黨員，博士、講師，同濟大學航空航天與力學學院力學專業(yè)博士；曾就職于海航集團海南航空股份有限公司， 2006年4月進入上海工程技術大學任教，上海航空學會民機試飛專業(yè)委員會委員。長期從事飛機維修性、可靠性、安全性和飛機復合材料力學性能研究，持上海市優(yōu)青項目1項（結(jié)題優(yōu)秀）、上�？破战逃l(fā)展基金會項目2項，承擔C919飛機適航子項目1項，多次參與上海市自然科學基金項目和上海市重點學科建設項目"現(xiàn)代飛行模擬機的研制”。發(fā)表論文20余篇，其中被SCI檢索1篇、被EI檢索6篇；獲得軟件著作權(quán)2項。
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 植物纖維及其特征 3
1.2.1 植物纖維 3
1.2.2 植物纖維的重要特征 4
1.3 傳統(tǒng)纖維增強復合材料非線性力學行為研究 6
1.3.1 產(chǎn)生原因 6
1.3.2 傳統(tǒng)纖維增強復合材料非線性本構(gòu)關系研究現(xiàn)狀 7
1.4 植物纖維增強復合材料非線性力學行為研究 16
1.4.1 重要性 16
1.4.2 研究現(xiàn)狀 18
1.5 復合材料非線性力學行為的數(shù)值模擬 22
1.5.1 ABAQUS求解非線性問題 23
1.5.2 有限元法在復合材料研究中的應用現(xiàn)狀 25
1.6 研究思路、研究內(nèi)容與創(chuàng)新點 26
1.6.1 研究思路 26
1.6.2 研究內(nèi)容 27
1.6.3 創(chuàng)新點 28
第2章 加捻植物纖維增強復合材料縱向拉伸非線性研究 30
2.1 引言 30
2.2 試驗部分 31
2.2.1 原材料 31
2.2.2 試驗儀器 31
2.2.3 試樣制備 32
2.2.4 縱向拉伸試驗 33
2.3 結(jié)果與討論 33
2.3.1 加捻劍麻/環(huán)氧復合材料縱向拉伸非線性力學行為 33
2.3.2 基于分段函數(shù)的單向加捻植物纖維增強復合材料縱向
拉伸模型 35
2.4 本章小結(jié) 47
第3章 無捻植物纖維增強復合材料偏軸拉伸非線性研究 49
3.1 引言 49
3.2 試驗部分 50
3.2.1 原材料 50
3.2.2 試驗儀器 50
3.2.3 復合材料制備 50
3.2.4 偏軸拉伸試驗 50
3.3 結(jié)果與討論 52
3.3.1 無捻劍麻纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料偏軸拉伸非線性
力學行為 52
3.3.2 基于單參數(shù)的單向植物纖維增強復合材料偏軸拉伸
非線性分析 53
3.4 本章小結(jié) 60
第4章 加捻植物纖維增強復合材料偏軸拉伸非線性研究 62
4.1 引言 62
4.2 基于多層次角度的偏軸拉伸唯象模型 63
4.2.1 植物纖維增強復合材料偏軸拉伸時的多層次角度 63
4.2.2 多層次角度融合的偏軸拉伸應力—應變關系模型 66
4.3 試驗部分 70
4.4 結(jié)果與討論 75
4.5 本章小結(jié) 76
第5章 植物纖維增強復合材料非線性力學行為的數(shù)值模擬 78
5.1 引言 78
5.2 ABAQUS有限元分析在復合材料中的應用 79
5.2.1 復合材料模擬技術 79
5.2.2 復合材料的單元技術 79
5.2.3 復合材料的一般模擬過程 80
5.3 植物纖維增強復合材料偏軸拉伸有限元模擬 82
5.3.1 應力—應變關系的增量形式 82
5.3.2 UMAT子程序編程思路 84
5.3.3 有限元建模 87
5.3.4 結(jié)果與討論 90
5.4 本章小結(jié) 92
第6章 結(jié)論與展望 94
6.1 結(jié)論 94
6.2 創(chuàng)新點 96
6.3 展望 96
參考文獻 98
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