基于考慮纖維束面接觸的細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型，引入周期性位移邊界條件，采用細(xì)觀有限元方法建立了材料的彈性性能預(yù)報(bào)模型。模型數(shù)值結(jié)果與試件實(shí)測數(shù)據(jù)吻合較好，證明了該模型的合理有效性。經(jīng)詳細(xì)分析單胞在典型工況載荷作用下的細(xì)觀應(yīng)力分布及變形，表明模型體現(xiàn)了周期性相鄰單胞表面力和位移的連續(xù)性，能獲得單胞更為合理的細(xì)觀應(yīng)力應(yīng)變場。

     三維編織復(fù)合材料作為一種新型輕質(zhì)高效結(jié)構(gòu)材料，其剛度、強(qiáng)度等基本力學(xué)性能分析與預(yù)報(bào)是該材料用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要前提。但由于材料增強(qiáng)體為三維空間網(wǎng)狀連續(xù)纖維結(jié)構(gòu)，其細(xì)觀結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，直接建立材料力學(xué)性能預(yù)報(bào)模型困難很大。近年來，許多學(xué)者通常基于周期性單胞研究材料的基本力學(xué)行為。

      隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和有限元理論的飛速發(fā)展，有限元方法在復(fù)合材料細(xì)觀力學(xué)研究領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用，并已將其用于三維編織復(fù)合材料的力學(xué)建模分析，逐步建立了一批基于代表單胞的有限元分析模型。Lei等‘21將纖維束和基體分別處理為梁元和桿元，所建模型因過分簡化難以反映組分材料的受力狀態(tài)：Chen等和龐寶君等所建有限元?jiǎng)偠阮A(yù)報(bào)模型，因采用多相介質(zhì)單元降低了建模工作量：劉振國等提出了“米”字型實(shí)體單胞有限元模型，但該模型過于簡單，無法體現(xiàn)內(nèi)部纖維束的交織關(guān)系和空間構(gòu)型：Sun等基于均勻化理論，采用非協(xié)調(diào)多變量有限元對比了對模量預(yù)
測的影響；楊振宇等[盯1所建體胞模型將纖維束截面假設(shè)為六邊形，較好地體現(xiàn)了內(nèi)部纖維束的接觸特征，但建立該體胞幾何模型時(shí)，忽略了表面區(qū)域細(xì)觀結(jié)構(gòu)的影響，因而很難全面建立工藝參數(shù)與材料宏細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系。目前，基于周期性胞元的有限元模型，其單胞細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型與材料實(shí)際細(xì)觀結(jié)構(gòu)有所差異，還有待于進(jìn)一步完善。文獻(xiàn)采用單胞表面變形后“平面保持平面假設(shè)”，限制了周期性單胞的相應(yīng)變形，難以保證周期性相鄰單胞邊界處力的連續(xù)性，這將直接影響單胞的細(xì)觀應(yīng)力應(yīng)變分布和力學(xué)性能分析。因此，有必要建立更為合理的細(xì)觀單胞有限元模型。

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