第３１卷第５期２０２３年９月现代纺织技术ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｘｔｉｌｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ.３１ꎬＮｏ.５Ｓｅｐ.２０２３ＤＯＩ:１０.１９３９８∕ｊ.ａｔｔ.２０２３０２００９含夹芯分层复合材料综框的应力状态及失效机理邱海飞(西京学院机械工程学院ꎬ西安７１０１２３)摘要:为提升织机开口系统工作效能ꎬ将层压板理论与复合材料综框设计相结合ꎬ以环氧碳纤维预浸布料与蜂窝芯材为制备原料ꎬ通过ＷｏｒｋＢｅｎｃｈ协同仿真环境及其ＡＣＰ模块构建非对称层压板铺层方案ꎬ开发了一种基于夹芯分层的碳纤维复合材料综框仿真模型ꎮ根据开口系统等效力学模型ꎬ对弹簧回综力、凸轮提综力及纱线张力进行分析计算ꎬ以此实现碳纤维综框的有限元建模与力学性能仿真(包括静态特性、层间正应力、破坏形式及失效次序等)ꎮ结果表明:在横梁与边梁连接区域存在较大应力分布ꎬ最大Ｖｏｎ￣Ｍｉｓｅｓ应力约１１３.７ＭＰａꎻ在相同铺层工艺条件下ꎬ上横梁的纤维层间正应力明显大于下横梁ꎻ横向剪切应力对中间蜂窝芯材影响相对较小ꎻ正应力Ｓ１、Ｓ２是影响综框疲劳强度的重要因素ꎻ单块层压板纤维层的失效次序为:１∕５∕４∕２∕８∕６∕３∕７ꎬ失效危险区最大逆储备因子约０.７５５ꎬ为复合材料综框的设计创新与技术应用提供了有力借鉴ꎮ关键词:层压板ꎻ综框ꎻ碳纤维ꎻ失效ꎻ有限元ꎻＴｓａｉ￣Ｈｉｌｌ准则中图分类号:ＴＳ１０３.３３ꎻＴＢ３３２文献标志码:Ａ文章编号:１００９￣２６５Ｘ(２０２３)０５￣００１２￣１０收稿日期:２０２３０２１２网络出版日期:２０２３０３２７基金项目:陕西省教育厅专项科研计划资助项目(１５ＪＫ２１７７)ꎻ西京学院高层次人才专项基金资助项目(ＸＪ２０Ｂ０９)ꎻ西京学院横向课题资助项目(２０１９６１０００２００１９１５)作者简介:邱海飞(１９８３—)ꎬ男ꎬ西安人ꎬ副教授ꎬ硕士ꎬ主要从事机械系统动态设计和机电产品数字化方面的研究ꎮ综框是织机开口系统的核心运动部件ꎬ其工作性能对于织物质量、生产效率及车间环境等具有重要影响ꎮ理想的综框专用件应具备质量轻、强度高、抗疲劳性好等特点[１]ꎬ然而随着现代棉纺织设备的快速发展与技术进步ꎬ以往采用较多的铝合金综框已不能适应现代新型高速织机的生产要求ꎮ碳纤维增强复合材料具有十分优异的机械物理性能ꎬ如质量轻、比模量和比强度高、抗疲劳性强等[２]ꎮ通过将碳纤维复合材料应用于新型综框的设计与制备ꎬ不仅可使相同规格的综框重量减轻约２５...
