三维异型纺织复合材料的预制体织造技术及材料力学性能研究进展

近年来，三维纺织复合材料因其整体性能优异、结构丰富和净成形等特点，被广泛地应用于国防重大工程领域。其中，三维异型纺织复合材料理论研究仍远落后于应用。从三维异型纺织复合材料构件的应用出发，根据各种构件的典型特征分类归纳了三维异型纺织结构件的应用现状，总结了三维异型纺织复合材料预制体的主要织造工艺和织造装备的发展现状，并从不同的层级分析国内外对三维异型纺织复合材料的力学性能、细观结构建模、数值模拟等方面的研究进展，提出了三维异型纺织复合材料研究面临的关键问题，以期为三维异型纺织复合材料在未来的应用提供支撑。     

碳纤维预成型立体积物纤维表面处理及效果评价

对三维正交纺织碳预成型物中的纤维表面进行了空气等离子体处理研究,采用微脱粘技术评价了其复合材料的界面结合性能。结果表明,处理后复合材料的界面结合性能有较大幅度的提高,并且织物层区域纤维表面与织物内部区域纤维表面改性效果基本等同。同时,分析了等离子体处理时碳纤维单丝本体强度的影响。     

管道修复用管状纺织复合材料的管径设计

系统地介绍了管状纺织复合材料管径设计原理,提出了管状纺织复合材料的弹性与热缩性能是影响管径设计的关键因素。采用有限元方法分析了管状纺织复合材料翻衬时的环向应变。结果表明,应根据管状纺织复合材料弹性的大小, 调节管径设计值。采用SPSS 软件对管状纺织复合材料的热缩性能进行分析,建立了反映热缩时间、热缩温度与缩率之间关系的数学模型。      

纺织结构复合材料三维模型设计

根据纺织复合材料结构和工艺的特点,考虑到空间纤维束的相互纽结和紧密挤压而造成的纤维束的弯曲和截面变形,建立了机织和编织三维实体几何模型和工艺过程的动画模拟.所建模型与通过切片制作、数据采集和处理的图像进行比较并修正,取得了较为合理的纤维束中心线拟合效果.为纺织结构复合材料的有效弹性性能预报和RTM工艺模拟仿真奠定了模型基础.     

纺织结构/STF柔性复合材料的机械防护性能

以纺织结构为增强体和剪切增稠液(STF)为基体制备的柔性复合材料为研究对象,综述了纺织结构/STF柔性复合材料在机械受力下的防护机理,分别介绍了织物结构、STF的流变性能及复合工艺等因素对机械防护性能的影响,对STF在柔性复合材料应用中目前存在的问题及应用前景进行了展望。为开发轻便、性能良好及舒适的柔性复合材料提供依据。     

一种三维纺织复合材料的本构关系及其性能分析

本文对一种三维增强纤维复合材料的结构与性能进行了研究.通过对手工纺织的三向纤维增强复合材料的分析,建立了其细观力学模型,并在此基础上导出了反映其宏观力学性能的本构关系,同时采用具有相同纺织结构的试件进行试验,对本文的理论结果进行了验证.此外,通过对三维复合材料与层合板的力学性能进行对比试验,说明三维增强复合材料的综合性能,尤其是层间剪切性能得到了很大的改善和提高.     

纤维织构对Cf/SiC复合材料结构和性能的影响

以先驱体浸渍裂解工艺制备了Cf/Sic复合材料,在相同工艺条件下,研究了四种纤维织构:2.5D,三维四向,三维五向,三维六向对复合材料结构和性能的影响.研究结果表明,2.5D纤维织构的复合材料,其力学性能优于其它三种织构的复合材料,2.5D织构的复合材料弯曲强度达到了406.25MPa,三维四向织构复合材料弯曲强度只有128.80MPa,三维五向织构复合材料159.74MPa,三维六向织构复合材料150.42MPa,并结合纺织学的结构理论对这种影响进行了剖析.     

复合材料三维编织结构的单元体模型

复合材料三维编织结构技术是国外八十年代发展起来的高新纺织技术。三维编织结构复合材料是一种新型结构形式的复合材料,它具有优良的抗冲击损伤性能、力学性能和耐烧蚀性能。本文讨论了三维编织结构的单元体模型,推导出有关参数之间的数学关系。     

纺织结构用于先进复合材料增强物的发展

本文介绍了纺织结构复合材料的发展和研完情况。主要内容有:二维纺织结构复合材料的发展和应用问题:多向纺织结构复合材料的研究和应用前景。最后,对它的发展提出粗浅看法。      

吸湿后三维编织复合材料剪切性能研究

本文对三维四向编织复合材料和长碳纤维复合材料吸湿后的剪切性能进行了研究。从试验角度得到了吸湿对复合材料的剪切性能的影响规律。并对试件断口进行了扫描电镜观察，从微观角度对复合材料的破坏机制进行了分析。     

GF/PP复合纤维织物及其复合材料的研究进展

综述了现有GF/PP复合纤维织物的纺织工艺、成型工艺、影响GF/PP复合材料性能的因素和GF/PP复合材料的回收利用方式,最后对GF/PP复合纤维织物的研究方向进行了展望。     

管道修复用管状纺织复合材料的力学性能分析

管状纺织复合材料作内衬管修复受损管道,是通过气压或水压翻转衬于管道中的,在翻衬过程中,由于翻衬压强的作用,管状纺织复合材料要承受复杂的应力与应变。本文中通过有限元方法对管状纺织复合材料翻衬时的应力和应变情况进行了分析,而且有限元模拟值分别与理论值和试验值进行了比较。结果表明：管状纺织复合材料在翻转时,翻转的头端,应力和应变不稳定,有应力集中的情况,因此在翻转头端最容易发生管状纺织复合材料的破裂;在管状纺织复合材料几何参数与组分材料一定的情况下,可通过有限元方法,给出不同翻衬压强值下其可修复管道的管径范围。     

基于天然纤维和热塑性树脂的包缠纺预型件:第2部分响应曲面方法模型的建立和过程优化

本文基于天然纤维和热塑性树脂,通过包缠纺纱工艺研究了包缠纱纺织预型件及其复合材料的加工性能.研究表明,中空锭捻度和中空锭转速是影响包缠纱预型件的纤维体积分数和性能的两个主要因素.并通过响应曲面方法建立了实验模型,来优化组合中空锭捻度和中空锭转速的参数以得到结构均匀的包缠纱线和预型件.结果表明该包缠纱适合于生产均一的预混料,可用于形成纺织结构预型件及复合材料.并且这些结果表明在许多不需要很高承载能力的应用中,用此方法加工的天然纤维复合材料有可能取代玻璃纤维复合材料.     

三维编织复合材料面内刚度和强度性能研究

以修正的经典层合板理论为基础, 分析三维编织复合材料的力学性能。在单胞的长度方向积分和平均, 预测编织结构复合材料的有效弹性模量; 采用蔡-胡多项式失效准则, 得到三维编织复合材料的强度性能。另外, 进行编织结构复合材料的力学性能实验, 探讨纺织工艺参数, 如纤维编织角、横向编织角、轴向纱数与编织纱数之比、纤维体积含量等对力学性能的影响, 理论预报和试验结果进行对比, 发现该力学模型能较好地预报三维编织复合材料的刚度和强度性能。      

管道修复用管状纺织复合材料强度的设计原理

管状纺织复合材料以翻衬的方法衬于管道 , 以“管中管”的形式修复管道 , 受到翻转压力和输送介质压力的作用 , 其强度直接影响修复效果。本文中采用材料力学和工程流体力学相关理论 , 对管状纺织复合材料翻衬时和衬于管道后的受力情况 , 建立了较为系统且完整的计算公式 , 并以修复燃气管道为例 , 对管状纺织复合材料经向和纬向的强度进行了设计。结果表明 : 管道内压引起的管状纺织复合材料的纬向应力是经向应力的 2 倍 ;而翻转压力引起的经向应力 , 还与翻转速度和温度有关。      

基于天然纤维和热塑性树脂的包缠纺预型件:第2部分响应曲面方法模型的建立和过程优化EI

本文基于天然纤维和热塑性树脂,通过包缠纺纱工艺研究了包缠纱纺织预型件及其复合材料的加工性能.研究表明,中空锭捻度和中空锭转速是影响包缠纱预型件的纤维体积分数和性能的两个主要因素.并通过响应曲面方法建立了实验模型,来优化组合中空锭捻度和中空锭转速的参数以得到结构均匀的包缠纱线和预型件.结果表明该包缠纱适合于生产均一的预混料,可用于形成纺织结构预型件及复合材料.并且这些结果表明在许多不需要很高承载能力的应用中,用此方法加工的天然纤维复合材料有可能取代玻璃纤维复合材料.     

纺织复合材料预制体成型过程无损检测技术研究进展

纺织复合材料多为各向异性材料,其力学性能很大程度上取决于成型后预制体内纤维的取向。为确保预制体成型后纤维的取向符合产品设计的要求,目前已有多种无损检测技术为纺织复合材料预制体成型过程及质量的检测提供服务。本文结合纺织复合材料预制体织造技术的发展趋势及预制体成型过程对无损检测的需求,就目前广泛用于科研和产业化生产当中的多种无损检测技术(包括接触式测量技术、光学检测技术、热成像检测技术、涡流检测技术、射线检测技术)进行了综述,总结各方法所具有的技术特点、应用情况与存在问题。最后,讨论了纺织复合材料预制体成型过程无损检测技术的发展趋势和面临的挑战。      

复合材料三维整体编织结构技术与特性

复合材料三维整体编织技术是国外八十年代发展起来的高新纺织技术。采用这种技术,创造了一类新的复合材料结构型式,显著改善了多方面的力学特性。已有的应用表明.这种高新技术与结构型式,可广泛应用于航空航天、交通运输、石油化工、武器装备、体育用品等诸多领域。本文综述了复合材料三维整体编织工艺的特点,三维编织结构物,以及某些优异的特性。     

复合材料三维整体编织结构技术与特性

复合材料三维整体编织技术是国外八十年代发展起来的高新纺织技术。采用这种技术,创造了一类新的复合材料结构型式,显著改善了多方面的力学特性。已有的应用表明.这种高新技术与结构型式,可广泛应用于航空航天、交通运输、石油化工、武器装备、体育用品等诸多领域。本文综述了复合材料三维整体编织工艺的特点,三维编织结构物,以及某些优异的特性。      

纺织复合材料纤维预制体力学性能测试方法研究进展

纺织复合材料具有质量轻、强度高,可设计性强等诸多优势,在航空航天领域得到广泛应用.纺织预制体的纤维结构对复合材料的最终力学性能有着决定性影响.然而,预制体的纤维结构在织造过程中不可避免地会发生宏观尺寸和微细观结构的变形,甚至产生褶皱缺陷.纺织预制体作为一种柔性骨架,其变形机制十分复杂.采用试验测试来表征预制体的力学变形...