Eksperimentel analyse, computersimuleringer afslører, hvordan vævede stofkompositter deformeres af varme

Vævede stofkompositter er meget udbredt i forskellige industrier, herunder rumfart, bilindustrien og marine, på grund af deres fremragende mekaniske egenskaber og lette natur. Imidlertid kan deres komplekse struktur og adfærd under termiske belastningsforhold gøre det udfordrende at præcist forudsige deres deformation. I denne undersøgelse kombinerede vi eksperimentel analyse og computersimuleringer for at undersøge deformationsmekanismerne af vævede stofkompositter under varme.

Eksperimentel analyse

Vi udførte træktest på kompositprøver af vævet stof ved forhøjede temperaturer for eksperimentelt at måle deres deformationsadfærd. Prøverne blev opvarmet til forskellige temperaturer, og deres deformation blev overvåget ved hjælp af et digitalt billedkorrelationssystem. De eksperimentelle resultater viste, at de vævede stofkompositter udviste betydelig deformation ved forhøjede temperaturer, hvor deformationen steg, efterhånden som temperaturen steg.

Computersimuleringer

For at få yderligere indsigt i deformationsmekanismerne udviklede vi en beregningsmodel ved hjælp af finite element-metoden (FEM). Modellen repræsenterede eksplicit strukturen af ​​vævet stof, inklusive garnerne og sammenfletningspunkterne. Materialeegenskaberne af garnene og sammenfletningspunkterne blev opnået ved eksperimentel karakterisering. FEM-simuleringerne blev udført under de samme belastnings- og temperaturforhold som de eksperimentelle tests.

Sammenligning og diskussion

FEM-simuleringerne fangede den overordnede deformationsopførsel af de vævede stofkompositter observeret i de eksperimentelle tests. De simulerede deformationsmønstre og størrelser viste god overensstemmelse med de eksperimentelle målinger. Simuleringerne afslørede også de lokale spændings- og belastningsfordelinger inden for den vævede stofstruktur, hvilket giver værdifuld information om deformationsmekanismerne.

Vores kombinerede eksperimentelle og beregningsmæssige analyse giver en omfattende forståelse af deformationsadfærden af ​​vævede stofkompositter under varme. Denne viden kan hjælpe med design og optimering af vævede stofkompositter til applikationer, der involverer termiske belastningsforhold.