可用于短舱结构的机织复合材料几何参数对力学性能的影响分析

李京菁

(上海飞机设计研究院，上海 201210)

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机织复合材料具有较高的比刚度、比强度、较好的面内力学特性、抗腐蚀及抗疲劳特性，被广泛应用于航空航天领域，尤其是民用航空领域。随着我国自主研制的民用客机C919、CR929及民用航空发动机的研发[1-2]，先进复合材料因其重量轻、油耗低、污染低以及成本低等方面的优势为民用飞机的进一步发展提供了有利的保证。而短舱结构包含大量非主承力的功能性结构，故基于机织复合材料的这些优点可被大量用于飞机发动机短舱结构上。

由于机织复合材料自身的结构特点，相较于铺层复合材料，机织复合材料引入了更多的几何参量。而在实际应用过程中，机织复合材料会遭遇更多问题，如成型过程中机织复合材料由于受到模具挤压而造成局部区域变形过大而造成力学性能的变化。故本文通过讨论机织复合材料的几何参量对其力学性能的影响深入了解机织复合材料的力学特性。

目前，对机织复合材料的仿真分析可以分为细观、宏细观和宏观三种尺度下的仿真分析。细观的优势是可以完全模拟机织结构的几何形态、纤维束形态，计算结构准确但计算量巨大，且不方便修改结构参数；宏细观尺度下的仿真分析同样可以反应结构的几何形态，计算精确但计算量也较高且参数修改不方便，不利于几何形态对力学性能的研究；宏观尺度下的仿真分析需要精细的算法将各个参数添加到仿真模型中，参数修改反应迅速但会牺牲精确性[3-9]。……