A macroscale finite element approach for simulating the bending behaviour of biaxial fabrics
A macroscale finite element approach for simulating the bending behaviour of biaxial fabrics
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模拟双轴织物弯曲行为的宏观有限元方法
DOI：
10.1016/j.compscitech.2020.108078
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发表时间：
2020
影响因子：
9.1
通讯作者：
Yu F
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yu F
建立了一个宏观有限元模型来模拟双轴向织物的成形行为，并考虑了弯曲刚度的影响来预测织物的起皱。的弯曲刚度对纤维取向的依赖性得到解决，通过扩展以前开发的双轴织物材料的非正交本构框架。双轴非卷曲织物（NCF）的非线性弯曲行为的特点是与柱状缝线的修订悬臂梁测试使用结构光扫描测量试样曲率，提供输入数据的材料模型。模拟进行复制的NCF材料的偏置扩展行为，显示出良好的协议与实验数据。在低延伸率下，在试样的中心区域内观察到褶皱，这因此影响了预期纯剪切的区域中的剪切角分布的均匀性。
A macroscale finite element (FE) model was developed to simulate the forming behaviour of biaxial fabrics, incorporating the effects of bending stiffness to predict fabric wrinkling. The dependency of the bending stiffness on the fibre orientation was addressed by extending a non-orthogonal constitutive framework previously developed for biaxial fabric materials. The nonlinear bending behaviour of a biaxial non-crimp fabric (NCF) with pillar stitches was characterised by a revised cantilever test using structured light scanning to measure specimen curvature, providing input data for the material model. Simulations were performed to replicate the bias-extension behaviour of the NCF material, showing good agreement with experimental data. Wrinkles were observed within the central area of the specimen at low extension, which consequently affect the uniformity of the shear angle distribution in the region where pure shear is expected.
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