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一种2.5维编织复合材料纬纱波动建模方法 

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申请/专利权人:南京航空航天大学

摘要:本发明公开了一种2.5维编织复合材料纬纱波动建模方法,包括以下步骤,1拍摄包含一个全胞的CT,分析纱线交织规律;2选择截面假设描述纤维束,确定纤维束屈曲轨迹;3根据截面假设和交织规律,绘制交织面的纬向视图;4建立一个与全胞等大的实体;5获得整个全胞的三维网格;6对全胞的三维网格在纬向上分层,并对获得的单元层进行分组;7节点合并以及重新编号,得到纬纱波动的全胞有限元模型。可实现连贯的波动纬纱纤维束的建立,从而控制全胞有限元模型厚度,更加贴近全胞的实际微观结构;适用于任何2.5维纺织复合材料的建模,适用性更强;可以避免经纱、纬纱和衬经纱之间的干涉情况,同时又满足对纤维束的等截面假设。

主权项:1.一种2.5维编织复合材料纬纱波动建模方法,其特征在于,包括以下步骤:1)拍摄包含一个全胞的CT,分析纱线交织规律;2)选择截面假设描述纤维束,确定纤维束屈曲轨迹;3)根据截面假设和交织规律,绘制交织面的纬向视图;4)建立一个与全胞等大的实体;5)获得整个全胞的三维网格;6)对全胞的三维网格在纬向上分层,并对获得的单元层进行分组;7)节点合并以及重新编号,得到纬纱波动的全胞有限元模型;所述步骤4)建立一个与全胞等大的实体,具体为,将五幅交织面的的纬向二维视图的线条叠加,在此基础上绘制纬纱不同高度截面之间的过渡截面线条,构成全胞建模二维图,将所述全胞建模二维图导入电脑软件中并拉伸出xy面与全胞建模二维图等大,z向厚度为全胞纬向厚度的实体;所述步骤5)获得整个全胞的三维网格,具体为,将建立的实体及全胞建模二维图导入电脑软件中,得到线条在实体的x-y面内,使用trimwithline通过二维图内线条将实体的x-y面切割,并以0.1mm的网格大小划分2D面网格单元,再沿z方向拉伸出多层3D体网格单元,体网格单元大小根据经纱、衬经纱截面宽度以及纬纱波动段确定为0.1mm,得到整个全胞的所有网格单元,即三维网格;所述步骤6)对全胞的三维网格在纬向上分层,并对获得的单元层进行分组,具体为,对全胞的三维网格在纬向上分层,根据经纱衬经纱矩形截面宽度,将纬向所有单元层分为warp01、warp02、warp03、warp04、warpchen、weftstr、weftup、weftdown和matrix多类单元层,根据各类单元层内的纬纱位置及轮廓线,选择出纬纱单元、经纱单元与衬经纱单元,进行分组,除去经纱、纬纱、衬经纱以外的单元,全部归为树脂基体。

全文数据:

权利要求:

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