材料织构三维取向分析的数学基础
三维编织复合材料细观结构的几何学分析
三维编织复合材料细观结构的几何学分析
三维编织复合材料细观结构的几何学分析，是指对三维编织复合材料细观结构进行几何学分析，以求解物理性能。
三维编织复合材料细观结构是指在三维编织中，由各种原料(如玻璃纤维、碳纤维、聚酯纤维、陶瓷纤维等)和基体材料(如聚氨酯树脂、环氧树脂等)组成的复合结构。
通过几何学分析，可以了解复合材料细观结构中纤维的布置方式、纤维的形状特征以及纤维与基体材料之间的相互作用关系等，为复合材料的性能预测提供重要信息。
它可以用来估算三维编织复合材料的力学性能，如拉伸强度、抗弯强度、抗压强度、拉伸模量、抗弯模量和抗压模量等。
此外，几何学分析还可以用来对复合材料的热物理性能进行预测，如热膨胀系数、热导率、热容量、热阻和热损失等。
以上信息有助于研究人员了解复合材料在多种环境条件下的行为和性能，为设计更先进和更高性能的复合材料提供参考。
织构ODF分析方法及织构精编版
可以完整、清楚、准确的描述织构
优
可以利用ODF回算任意极图
点
可直接与多晶材料的物理参数相联系
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4 织构的技测术量中方心法技术创新论坛
金相蚀坑法
多用于定多晶板、带材晶面位向，形象直观，经济简便，不需要专门的设备。对操作人员要求 较高，不同材料侵蚀剂不同，只能定性描述材料织构情况。 检验面有位错露头的地方，在特定浸蚀条件下，优先腐蚀，产生位错蚀坑．位错蚀坑的形状将 取决于它所在晶体的织构取向．通过蚀坑计数可确定表面露头位错密度的大小，而观察蚀坑的 形状则可以判定蚀坑所在晶体的织构取向．腐蚀坑与位错露头之间有对应关系，但达到位错露 头与蚀坑一一对应则取决于浸蚀剂成分、表面质量和实验操作等因素。
2 织构技的术种中类心技术创新论坛
铸造织构
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塑性变形织技构术中心技术创新论坛
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再结晶织构技术中心技术创新论坛
形核
晶粒长大
材料的织构问题具有普遍意义，因此一般材料不可避免地存在不 同程度的织构问题！
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3 织构技的术类中型心技术创新论坛
织构的类型
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ODF project:
C:\...\ma steel dc06\7.11.19.
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三维编织复合材料细观结构与力学性能分析
三维编织复合材料细观结构与力学性能分析三维编织结构复合材料作为一种新型高级的复合材料，在国外得到迅速的发展，而国内对于这种结构复合材料的研究相对较少。
本文采用控制体积单元法与试验观察相结合的方法研究了三维编织复合材料的细观结构，并采用数值计算方法分析了三维编织复合材料的弹性性能，具有一定的理论价值和实际工程意义。
三维编织结构复合材料是完全整体、连续、多向的纺线(纤维束)的网络，充填以延性材料，这类新材料已失去通常复合材料的层合板概念，由此，层合板复合材料层间脆弱的致命弱点在编织结构复合材料中得到克服，所以编织结构复合材料具有高的强度和刚度(包括在厚度方向)，接近实际形状的制造，高的冲击韧性、高的损伤阻抗，和按实际设计要求的特定的航空航天方面的使用功能，因而广泛地受到工业界和学术界的关注。
文中从三维编织物的编织工艺入手，得到编织复合材料的几何结构，建立了织物纱线构造模型(FAM-Fabric Architecture Model)，进而分析其力学性能；另外，通过试验研究了这种复合材料的力学性能。
主要的研究内容包括以下几个方面：系统地研究了采用四步法1×1方型编织工艺编织的预成形件及其增强的复合材料的细观结构。
提出了纱线椭圆形横截面假设，考虑了编织纱线的细度和编织纱线填充因子的影响。
根据编织过程中携纱器的运动轨迹特点，将预成形件划分为三个不同的区域，分别定义了不同的控制体积单元，识别了预成形件的两种局部单胞模型，分析了预成形件的纱线构造，并导出了编织结构参数之间的关系，同时给出三维编织复合材料的设计方法。
主要的编织结构参数包括试件的外形尺寸、主体纱行数和列数，三个区域各自所占的体积百分比、编织纱线的细度、纱线填充因子、纤维体积含量、编织角以及编织花节长度。
以精确的复合材料单胞模型为基础，从最小的可重复的单胞入手，对单胞的结构进行简化分析，认为纤维是平直的，将单胞中的四个不同方向的纤维束看成是空间四个不同方向的单向复合材料，纤维束的性能可以等价于单向复合材料的宏观性能。
三维编织复合材料数值计算方法
三维编织复合材料数值计算方法我折腾了好久三维编织复合材料数值计算方法，总算找到点门道。
一开始的时候，我真的是瞎摸索。
我就知道些基础的数值计算原理，比如有限元法，但对于三维编织复合材料，那完全是两眼一抹黑。
我当时就想，这三维编织复合材料结构那么复杂，那些纤维编织来编织去的，得从哪儿下手呢。
我最先尝试的就是按照普通复合材料的有限元方法去做，把三维编织复合材料当作普通的一样来处理。
我就定义材料的属性，划分网格啥的。
但是结果一出来，就知道完全错了。
我就纳闷儿，怎么回事呢？后来我仔细一研究才明白，三维编织复合材料的内部结构特殊，纤维之间的相互作用和普通的不一样。
这就好比你把一堆杂乱无章的绳子看作是直直的木棍一样，那肯定不行啊。
后来我就专门去找关于三维编织复合材料结构分析的书和论文。
看到有些方法提到要先对其微观结构进行合理的简化假设。
我就根据这个开始重新做。
比如说，我把复杂的编织结构假设成一些简单的单元组合，像一根根小的纤维束组合在一起。
这个时候再建立有限元模型进行数值计算，感觉就有点那么个意思了。
不过，在定义纤维和基体之间的相互作用参数的时候，又把我给难住了。
我按照一些资料上的数据设置，但是算出来的结果总是和实际有点偏差。
我也不确定是我测量参数的方式有问题，还是那个数据本身就不太适合我研究的这种具体的三维编织复合材料。
我只能反复去调整参数，一点点试。
又试了几次之后，我发现多考虑一些编织过程中产生的残余应力对数值计算影响还挺大的。
就好比你织毛衣的时候，你拉扯毛线留下的一种内在的松紧度一样，这个在三维编织复合材料里可不能忽视。
这时候得到的结果就比较接近实际检测的值了。
我还尝试过用离散单元法来做数值计算。
这个方法就是把材料离散成一个个小的单元，每个单元可以有不同的特性。
但是这个方法对于三维编织复合材料来说，计算量太大了。
我的电脑跑了好几天都没算出个结果来。
我就想，这方法虽然理论上可行，但是在实际操作中，你没有个超级计算机根本玩不转啊。
织构ODF分析方法及织构
欧拉空间（取向空间）
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多晶材料测定各晶粒方位，在（ θ，ψ，φ）处的取向密度定义为：
式中，为包含取向Ω（ψ，θ，φ）的取向元； ΔV/V为取向落在该取向元的晶粒体积ΔV与试样体积V之比； K为常数。 确切表达了织构材料内晶粒取向分布情况，称取向分布函数（ODF）。
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反极图的判技定术中心技术创新论坛
用反极图判定板织构时，轧向反极图轴密度最大的晶向<UVW>即可能为平 行于轧向的晶向，而轧面法向反极图轴密度最大的极点相应的晶面{HKL} 可 能是平行于轧面的晶面，然后考虑它们间的排列组合，且需符合晶带定律 HU＋KV＋LW＝0，最后用尝试法确定一个或几个板织构 (HKL) [UVW]。
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技术中心第技一术部创分新论织坛构的概念与种类
1 织构的概念
金属或合金材料经过拉拔、挤压、铸造、轧制等加工后，材料内部的晶
粒会沿一定的晶体学位向排列，称为择优取向，具有择优取向的多晶体
结构称为织构。
铸造
织构产生于多晶材料物理冶金的各种过程之中
烧结 塑性变形 再结晶
相变
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主要有 (111) [011] (111) [112]
其次有 (112) [011]
轧向反极图
轧面反极图
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3 三维取向技分术布中函心数技表术示创法新（论OD坛F)-现代织构分析技术
极图和反极图用二维图像描述晶体 三维的取向分布，必有不足之处。 特 别是在织构复杂和漫散的情况下，易于 错判和漏判。上世纪60年代由 罗伊 (Roe) 和邦厄 (Bunge)提出用晶粒取向分 布函数表示织构方法—三维取向分布函 数（Orientation distribution fuction)
三维立体织物织造技术
四步法三维编织的特点
• 1，基本的1*1形式使每根纱线都通过织物的长、 宽、厚方向，从而使纱线相交形成不分层的三维 整体结构。织物中，所有纱线的取向均与织物成 型方向有一定夹角。
• 2，基本的1*1织物是三维四向结构。在基本形式 中加入不动纱线系统，该系统纱线平行或垂直于 织物成型方向，编织过程保持不动，形成三维五 向结构或六向、七向结构。
• 3，适应于多种异型构件的整体成型。例 如工字、L字等。 • 4，不适合编织尺寸较大的预制件，由于 机器设备限制。
第二节 四步法方型编织工艺分析
一 、简介 1， Ko. F. K., Three-dimensional Fabrics for Composites---An Introduction to the Magnaweave Structure, Proc. ICCM-4, Japan Soc. Composite Materials, Tokyo, Japan, 1982, P1609. Ko. F. K.在该文中引入了“纤维构造”术语，首次定义了代表 四步法1*1方型编织预制件中纤维构造的单胞（unit cell）。它 是一个立方体具有与预制件截面相同的取向，长度为一个编织 花节，含有四根主对角线方向的纱线，每根纱线与编织方向的 夹角为编织角γ。
• *机器运动过程中，边纱在机器周向运动时保持不动。
• 3.3编织纱线的交织 四步运动后的携纱器在机器底盘上的位置如图
• 实线相连的携纱器在第2步后交换位置，虚线 相连的携纱器在第4步后交换位置。（对偶性 交换）
• 纱线A连续通过织物的厚度方向，且相互交织。
• 纱线B从主体纱运动到边纱位置，停动一步后 又返回主体纱内部。 • 编织纱线沿四个方向运动。
03 14 22 34 42 54 62 15 23 35 43 55 63 74
织构ODF分析方法及织构PPT课件
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99.7500
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Scale :
Linear
Grid settings:
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First 0 0
织构概念与种类 织构的表示与检测 板材织构与深冲性能的相互关系 深冲板生产过程织构的演变
第五部分
板材织构在线检测技术 3
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技术中心第技一术部创分新论织坛构的概念与种类
1 织构的概念
金属或合金材料经过拉拔、挤压、铸造、轧制等加工后，材料内部的晶
粒会沿一定的晶体学位向排列，称为择优取向，具有择优取向的多晶体
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1 晶体学技指术数中表心示技法术创新论坛
丝织构 <UVW> 面织构 {HKL} 板织构 {hkl}<UVW>
优点 表示晶体空间择优取向形象、 具体，文字书写简洁明了
缺点
只表示出晶体取向的理想位置， 未表示出织构 的强弱及漫散程度
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2 极图表技示术法中心技术创新论坛
Sample\Fe_by_110_070324.xrdml
Pole figure: 110 Raw
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织构概述——精选推荐
织构概述第一节钢板的常见织构类型1.1织构的表达方法织构是多晶体取向分布状态明显偏离随机分布的取向分布结构,通常用晶体的某晶面晶向在参考坐标系中的排布方式来表达晶体的取向。
在立方晶体轧制样品坐标系中，常用(HKL)[UVW]来表达某一晶粒的取向。
这种晶粒的取向特征为(HKL)晶面平行于轧面，[UVW]晶向平行于轧向。
另外也可以用[RST]=[HKL]×[UVW]表示平行于轧板横向的晶向。
1.2织构的分析方法关于织构的分析方法渊源已久，早在1924年Wever就提出了极图法，1948年以后，Deker和Schulz发展了用衍射仪测定极图的方法，使极图法趋于完善。
1952年Harris为测定轧制铀棒的织构提出了反极图法，后经Mueller等发展而完善。
1965年，Roe和Bunge分别采用级数展开方法，从几张极图中推导出晶体的三维取向分布函数(ODF)，使材料织构的细致、定量分析成为可能。
ODF分析法把晶体取向与试样外观的关系用三维取向空间表达出来，这一取向空间就是欧拉空间(Eulerianspace)，欧拉空间的坐标用欧拉角表示，它与归一化后的晶体取向(hkl)[uvw]有着一一对应的换算关系。
ODF法己成为目前定量分析深冲钢板织构的最有力的工具。
钢板的构往往聚集在取向空间的某些取向线上，图1所示为钢板中常见的织构取向线在邦厄(Bunge)系统欧拉空间中的位置。
图1钢板中的织构取向线a取向线和γ取向线是深冲钢板中存在的两种主要织构取向线。
其中a取向线在ODF图中的位置为φ1=00,φ=0-900,φ2=450主要织构类型为{001}〈110,{112}110,{111}110。
γ取向线在ODF图中的位置为φ1=0-900,中=54.70,φ2=450，主要织构类型为{111}110和{111}112，对于IF钢还往往出现{554}225织构(φ1=0-900,φ=610,φ2=450，与{111}112非常接近)。