一种经编间隔织物复合材料应力分析方法技术

本发明专利技术公开了一种经编间隔织物复合材料应力分析方法，该方法包括利用有限元软件，建立经编间隔织物增强聚氨酯增强复合材料的结构模型；设置有限元模型的各项参数，所述参数包括间隔梳栉的垫纱方式、各点与垫纱数码对应关系、间隔织物间隔丝参数、经编间隔织物增强聚氨酯复合材料结构参数；根据实体模型的特点进行网格划分。将通过本申请提供的方法经有限元分析得到的应力‑压缩率曲线与压缩试验曲线进行对比，尽管复合材料有限元模拟的应力‑压缩率曲线和试验曲线存在少量的偏差，但本申请提供的有限元模拟结果还是能很好地反映试样压缩性能的变化趋势，可以为实际工程中的应用提供结构设计的理论依据。

【技术实现步骤摘要】
一种经编间隔织物复合材料应力分析方法
本专利技术涉及材料性能分析
，特别是涉及一种经编间隔织物复合材料应力分析方法。
技术介绍
经编间隔织物具有优异的抗压缩、抗冲击性能和较高的生产效率，用其作为增强体的复合材料在厚度方向具有较好的力学性能，能明显的提高层间剪切强度，且在受到外界载荷特别是动态载荷作用时，不会出现分层的现象。良好的结构完整性、抗冲击性以及低廉的生产成本使经编间隔织物增强聚氨酯复合材料有望成为一种新型缓冲材料。但是现有技术中，由于缺乏经编间隔织物增强聚氨酯复合材料的压缩性能的变化趋势理论依据指导，使得间隔织物增强聚氨酯复合材料在生产过程中进行结构设计时需要使用真实材料进行反复的试验，这样使得生产厂家的成本大大增加。
技术实现思路
本专利技术提供了一种经编间隔织物复合材料应力分析方法。本专利技术提供了如下方案：一种经编间隔织物复合材料应力分析方法,包括：利用有限元软件，建立经编间隔织物增强聚氨酯增强复合材料的结构模型；设置有限元模型的各项参数，所述参数包括间隔梳栉的垫纱方式、各点与垫纱数码对应关系、间隔织物间隔丝参数、经编间隔织物增强聚氨酯复合材料结构参数；根据实体模型的特点进行网格划分；对划分好网格的实体模型施加载荷并进入后处理功能生成所述经编间隔织物增强聚氨酯复合材料的应力-应变曲线。优选的：建立经编间隔织物增强聚氨酯增强复合材料的结构模型，包括：选取一个最小的完全循环结构单元作为代表体单元，所述代表体单元为两把隔梳栉在一个完整垫纱循环所形成的织物结构单元以及包含的聚氨酯泡沫基体，对选取的代表体单元进行有限元分析建立结构模型。优选的：根据隔梳栉的运动轨迹建立单根间隔丝模型；依次对单根间隔丝实体模型进行镜像、阵列操作，形成两把间隔梳栉的间隔丝整体排列的三维几何模型；建立经编间隔织物增强聚氨酯复合材料的上、下表面；将建立好的上、下表面与间隔丝整体排列的三维几何模型进行黏结装配得到间隔织物实体模型；建立一个与间隔织物等体积的聚氨酯泡沫实体模型；将间隔织物实体模型与聚氨酯泡沫实体模型进行装配，即得到所述结构模型。优选的：所述单根间隔丝模型建立方法包括：首先建立点坐标A,B,C,D。然后在两个x-z平面内，分别用直线连接点A、B和点C、D；而在y-z平面内，选择一个中间点O，用圆滑曲线将点B、O和C连接；以点A为圆心，0.1mm为半径在x-y平面做一个圆形，并将此圆面延空间曲线ABCD拖拽生成单根间隔丝实体模型。优选的：根据实体模型的特点进行网格划分；包括：使用有限元软件中自由网格划分进行网格划分；设置好实体模型表面网格粗细、质量、实体网格类型参数，利用网格生成工具，对实体模型进行网格划分。优选的：对划分好网格的实体模型施加载荷，包括：将所述实体模型的一端约束,另一端施加压缩载荷来实现；在实体模型上表面z方向上压缩时，将实体模型下表面上所有的节点的自由度设定约束，即设定每一个节点的x、y、z方向上的平动自由度均为零，同时绕x、y、z轴转动自由度也全部设定为零。优选的：对实体模型上表面施加均布载荷；选择适当的施加节点力、均布载荷和指定位移。优选的：在施加载荷时分多个载荷步施加，在所述结构模型的上表面分12个载荷步施加压缩位移载荷，每步压缩0.38mm。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：通过本专利技术，可以实现一种经编间隔织物复合材料应力分析方法，在一种实现方式下，该方法可以包括利用有限元软件，建立经编间隔织物增强聚氨酯增强复合材料的结构模型；设置有限元模型的各项参数，所述参数包括间隔梳栉的垫纱方式、各点与垫纱数码对应关系、间隔织物间隔丝参数、经编间隔织物增强聚氨酯复合材料结构参数；根据实体模型的特点进行网格划分；对划分好网格的实体模型施加载荷并进入后处理功能生成所述经编间隔织物增强聚氨酯复合材料的应力-应变曲线。将通过本申请提供的方法经有限元分析得到的应力-压缩率曲线与压缩试验曲线进行对比，有限元模拟的复合材料压缩应力-压缩率曲线和试验得出的压缩变形曲线总体吻合较好，尽管复合材料有限元模拟的应力-压缩率曲线和试验曲线存在少量的偏差，但本申请提供的有限元模拟结果还是能很好地反映试样压缩性能的变化趋势，可以为实际工程中的应用提供结构设计的理论依据。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的经编间隔织物复合材料应力分析方法的流程图；图2是横移针距数-2；图3是横移针距数-3；图4是横移针距数-4；图5是WSF1间隔丝全局排列；图6是WSF2间隔丝全局排列；图7是WSF3间隔丝全局排列；图8是间隔梳栉GB3的运动轨迹；图9是单体间隔丝实体模型；图10是间隔织物实体模型；图11是聚氨酯泡沫实体模型；图12是复合材料代表体单元；图13是复合材料代表体单元网格划分；图14是压缩试验曲线与有限元模拟曲线对比图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例参见图1，为本专利技术实施例提供的一种经编间隔织物复合材料应力分析方法，如图1所示，该方法包括利用有限元软件，建立经编间隔织物增强聚氨酯增强复合材料的结构模型；具体的，选取一个最小的完全循环结构单元作为代表体单元，所述代表体单元为两把隔梳栉在一个完整垫纱循环所形成的织物结构单元以及包含的聚氨酯泡沫基体，对选取的代表体单元进行有限元分析建立结构模型。根据隔梳栉的运动轨迹建立单根间隔丝模型；依次对单根间隔丝实体模型进行镜像、阵列操作，形成两把间隔梳栉的间隔丝整体排列的三维几何模型；建立经编间隔织物增强聚氨酯复合材料的上、下表面；将建立好的上、下表面与间隔丝整体排列的三维几何模型进行黏结装配得到间隔织物实体模型；建立一个与间隔织物等体积的聚氨酯泡沫实体模型；将间隔织物实体模型与聚氨酯泡沫实体模型进行装配，即得到所述结构模型。所述单根间隔丝模型建立方法包括：首先建立点坐标A,B,C,D。然后在两个x-z平面内，分别用直线连接点A、B和点C、D；而在y-z平面内，选择一个中间点O，用圆滑曲线将点B、O和C连接；以点A为圆心，0.1mm为半径在x-y平面做一个圆形，并将此圆面延空间曲线ABCD拖拽生成单根间隔丝实体模型。设置有限元模型的各项参数，所述参数包括间隔梳栉的垫纱方式、各点与垫纱数码对应关系、间隔织物间隔丝参数、经编间隔织物增强聚氨酯复合材料结构参数；根据实体模型的特点进行网格划分；使用有限元软件中自由网格划分进行网格划分；设置好实体模型表面网格粗细、质量、实体网格类型参数，利用网格生成工具，对实体模型进行网格划分。将所述实体模型的一端约束,另一端施加压缩载荷来实现；在实体模型上表面z方向上压缩时，将实体模型下表面上所有的节点的自由度设定约束，即设定每一个节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种经编间隔织物复合材料应力分析方法，其特征在于，所述方法包括：利用有限元软件，建立经编间隔织物增强聚氨酯增强复合材料的结构模型； 设置有限元模型的各项参数，所述参数包括间隔梳栉的垫纱方式、各点与垫纱数码对应关系、间隔织物间隔丝参数、经编间隔织物增强聚氨酯复合材料结构参数；根据实体模型的特点进行网格划分；对划分好网格的实体模型施加载荷并进入后处理功能生成所述经编间隔织物增强聚氨酯复合材料的应力‑应变曲线。

【技术特征摘要】
1.一种经编间隔织物复合材料应力分析方法，其特征在于，所述方法包括：利用有限元软件，建立经编间隔织物增强聚氨酯增强复合材料的结构模型；设置有限元模型的各项参数，所述参数包括间隔梳栉的垫纱方式、各点与垫纱数码对应关系、间隔织物间隔丝参数、经编间隔织物增强聚氨酯复合材料结构参数；根据实体模型的特点进行网格划分；对划分好网格的实体模型施加载荷并进入后处理功能生成所述经编间隔织物增强聚氨酯复合材料的应力-应变曲线。2.根据权利要求1所述的经编间隔织物复合材料应力分析方法，其特征在于，建立经编间隔织物增强聚氨酯增强复合材料的结构模型，包括：选取一个最小的完全循环结构单元作为代表体单元，所述代表体单元为两把隔梳栉在一个完整垫纱循环所形成的织物结构单元以及包含的聚氨酯泡沫基体，对选取的代表体单元进行有限元分析建立结构模型。3.根据权利要求2所述的经编间隔织物复合材料应力分析方法，其特征在于，根据隔梳栉的运动轨迹建立单根间隔丝模型；依次对单根间隔丝实体模型进行镜像、阵列操作，形成两把间隔梳栉的间隔丝整体排列的三维几何模型；建立经编间隔织物增强聚氨酯复合材料的上、下表面；将建立好的上、下表面与间隔丝整体排列的三维几何模型进行黏结装配得到间隔织物实体模型；建立一个与间隔织物等体积的聚氨酯泡沫实体模型；将间隔织物实体模型与聚氨酯泡沫实体模型进行装配，即得到所述结构模型。4.根据权利要求3所述的经编间隔织物复合材料应力...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思，郭晓芳，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15