基于头盔曲面的三维薄壳体复合材料的变形检测研究

摘要

纬编双轴向多层衬纱织物（Multi-layered Biaxial Weft Knitted Fabrics，MBWK织物）优异的对三维曲面的可成型性能，使其在航空航天、军事等领域中得到了广泛应用。但是目前该织物的增强三维薄壳体的主要问题是如何控制其变形，满足精确尺度构件的的要求。本课题拟选用纬编双轴向多层衬纱织物增强薄壳体（头盔）为研究对象，对其成型之后的变形进行考量，找到一种快速、精确的测量方法，提出表征变形的具体指标。
　　本文将进行以下几个方面工作，最终得到相关结论:
　　首先，分析MBWK织物增强三维薄壳体变形特征，了解目前几种变形表征方法，即截面法、控制点矢量法、质心法。
　　其次，提出利用离散化模型研究纬编双轴向织物增强三维薄壳体（头盔）变形的研究方法，阐明相对于其他方法的优势。
　　最后，通过简易模型验证该方法的精确性、有效性，最终应用于测量复杂MBWK织物增强三维薄壳体（头盔）变形。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 薄壳体增强复合材料的应用发展状况

1．2．1 国内研究状况

1．2．2 国外研究状况

1．3 纬编双轴向多层衬纱织物增强薄壳体所面临的问题

1．4 本课题的研究方向、目的及意义

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究目的

1．4．3 研究意义

1．5 本章小结

第二章 纬编双轴向多层衬纱织物增强三维薄壳体的变形

2．1 纬编双轴向多层衬纱织物简介

2．2 纬编双轴向多层衬纱织物(MBWK)力学性能及成型性能的研究

2．2．1 MBWK织物的拉伸性能

2．2．2 MBWK织物的面内剪切性篚及成型性能

2．3 纬编双轴向多层衬纱织物增强薄壳体(头盔)的变形原因

2．4 本章小结

第三章 目前纬编双轴向织物增强三维薄壳体的形变测量方法

3．1 截面法

3．2 控制点矢量法

3．3 质心法

3．4 本章小结

第四章 利用离散化模型研究纬编双轴向织物增强三维薄壳体变形

4．1 提出利用离散化模型研究纬编双轴向织物增强三维薄壳体变形的方法

4．1．1 假设条件

4．1．2 薄壳体的离散化

4．1．3 离散网格的统计分析

4．2 离散法的优越性

4．3 本章小结

第五章 验证离散化法模型研究头盔变形的可行性

5．1 简易模型的选取

5．1．1 基准构件

5．1．2 变形构件系列

5．2 离散化并进行计算

5．2．1 构件的离散化

5．2．2 计算

5．3 简易模型薄壳体变形的表征及结果满意度的分析

5．4 该方法可行性的评定

第六章 离散化方法测量头盔变形

6．1 选取研究模型

6．1．1 设计模型

6．1．2 研究对象

6．2 模型离散化并进行计算

6．2．1 头盔的数字化

6．2．2 网格划分方式

6．2．3 网格形状

6．2．4 网格划分大小

6．2．5 编号规则

6．3 提取计算结果

6．3．1 坐标系的选取

6．3．2 网格位移计算

6．3．3 计算结果

6．3．4 计算结果分析

6．4 基于结算结果过对头盔设计的优化

6．5 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 课题总结

7．2 研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢