使用二阶梯度模型对三维机织物深拉延的建模

对干态机织物的实验测试表现出一系列复杂的证据，难以使用经典连续介质模型进行完整描述。本文的目的是展示如何引入与织物微观变形机制（特别是纱线的弯曲刚度）相关的能量项，以帮助对此类材料的力学行为进行建模。为此，提出了一种二阶梯度、超弹性、初始正交各向异性连续介质理论，以在有限应变下对纤维复合材料互锁进行建模。特别是，本研究探讨了在机织物深拉延模拟中出现的起皱现象与使用二阶梯度模型之间的关系。结果表明，引入考虑面内和面外弯曲刚度的二阶梯度项，降低了深拉延模拟过程中起皱的发生。本文提出并实现了一种大致与纤维曲率的平方成正比的二次能量。这一简单的本构假设能够清楚地展示二阶梯度能量对起皱描述和模型数值稳定性的影响。二阶梯度模拟中获得的结果描述了本文旨在描述的深拉延实验证据。本文提供了进一步的证据，表明仅靠一阶梯度连续介质理论无法完全描述干态机织复合材料增强体的行为。另一方面，所提出的针对纤维复合材料增强体的二阶梯度模型，为更准确地模拟复杂成形工艺以及控制起皱的发生开辟了道路。