纬编双轴向多层衬纱织物增强复合材料线圈结构几何模型的建立

在对以往针织物增强复合材料结构分析的基础上，文中首次提出了一种新型增强复合材料结构的几何模型，该复合材料以天津工业大学复合材料研究所最新研制成功的专利产品——纬编双轴向多层衬纱(MBWK)织物作为增强材料(若干层)。从对线圈曲线的平面投影几何分析入手，推导出了其空间曲线方程。其分析为进一步对纬编双轴向多层衬纱织物增强复合材料的力学性能的预测作了理论上的准备。     

新型双轴向增强纬编间隔织物复合材料的制造及平压性能研究

文章利用玻璃纤维编织一种新型双轴向增强纬编间隔织物,并制作了该种结构的织物增强复合材料。与泡沫夹层结构的平压性能相比,双轴向增强纬编间隔织物复合材料的平压强度是泡沫夹层结构的两倍之多,平压弹性模量达到四倍,在产业用方面具有很大的应用前景。     

预定向增强针织物线圈结构模型的研究进展

预定向增强针织物是一种在复合材料领域里广泛应用的针织结构,它们的线圈几何结构对复合材料的力学性能有很大的影响.文中介绍了针织物线圈结构模型的研究历史,对经编和纬编预定向增强针织物线圈结构模型进行了详细的分析讨论.经编包括:衬纬经编线圈结构模型、双轴向增强经编织物线圈模型、MWK织物(多轴向增强经编织物)的单胞分析模型和经编多轴向增强结构的三维模型;纬编包括:MBWK织物(纬编双轴向多层衬纱织物增强复合材料)的线圈几何模型和用NURBS方法建立MBWK织物的线圈结构模型.     

冲击波在陶瓷增强纬编双轴向多层衬纱织物及机织物复合材料中传递的表征

为了分析冲击波在复合材料内的传递规律,通过将纬编双轴向(MBWK)多层衬纱织物、机织物与陶瓷层交替铺层与不饱和聚酯树脂进行复合制备了复合材料,利用落锤冲击试验机对复合材料进行冲击测试,研究了试样冲击破坏后陶瓷片裂纹扩展及碎裂规律,探讨了冲击应力在不同结构复合材料内部的传播规律,并分析了MBWK织物增强复合材料的冲击应力波传播机制。结果表明:复合材料在冲击过程中,出现了材料的分层损伤;冲击应力波横波表现在陶瓷材料表面,即造成陶瓷材料环形损伤;冲击应力波纵波沿材料厚度方向传播,复合材料各层对能量的吸收有差别;同时,相同工艺条件下,机织物复合材料破坏面积小、裂纹数量少,说明机织物复合材料对冲击能量吸收较多、抗冲击性能较好。     

三维机织增强与层压复合材料的抗弹性能分析

以玻璃纤维为经、纬纱,以芳纶纤维为接结纱制备三维正交机织物,以玄武岩纤维为经、纬纱制备层压织物,再分别以上述两种织物作为增强体,乙烯基树脂为基体制备增强复合材料。对两种复合材料以310~790 m/s的子弹初始速度进行弹道冲击实弹试验,对两者的弹道冲击衡量指标进行了分析对比,比较两者的抗弹性能。研究结果表明:三维正交机织复合材料的能量吸收值远大于玄武岩层压复合材料,子弹冲击复合材料靶板后的剩余速度与子弹冲击复合材料前的初始速度呈线性关系,弹道极限速度V_(50)与初始入射速度的关系曲线与入射速度-能量吸收的拟合曲线基本相似。     

超高分子量聚乙烯织物/聚脲柔性复合材料的抗破片侵彻机制

为研究平纹机织叠层和三维角联锁增强聚脲柔性复合材料的抗侵彻性能，以15 mm角联锁整体织物及叠层平纹织物(单层厚度0.39 mm, 40层)为研究对象，通过表面喷涂聚脲制备2种不同织物结构的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)织物/聚脲柔性复合材料；采用1.1 g柱状楔形破碎片，开展了弹道侵彻实验，并获取了弹道极限速度和比吸能；在此基础上，借助超景深显微镜及计算机断层扫描仪，观察侵彻后UHMWPE织物/聚脲柔性复合材料的表面及内部损伤形貌，分析抗破片侵彻机制。研究结果表明：UHMWPE织物/聚脲柔性复合材料抗破片侵彻性能具有明显的织物结构效应；相较于同厚度的叠层平纹织物增强聚脲柔性复合材料，角联锁织物增强聚脲柔性复合材料的弹道极限速度提升了4.9%;对于未被穿透的UHMWPE织物/聚脲柔性复合材料，其被侵彻过程主要包括聚脲对破片的包裹、剪切冲塞和纤维拉伸断裂破坏；叠层平纹织物的主要失效模式为剪切冲塞、分层失效，角联锁织物主要为纤维拉伸变形、拉伸断裂破坏。     

织物增强PVC压延类柔性复合材料的蠕变性能研究

对不同增强结构和不同载荷水平下的PVC压延类柔性复合材料进行了蠕变试验,研究了PVC压延类柔性复合材料的蠕变性能。试验结果表明,在同等载荷水平条件下机织物增强PVC压延类柔性复合材料的耐蠕变性能差于双轴向经编织物增强PVC压延类柔性复合材料,且材料所受载荷水平越高蠕变速率越大。     

机织平纹布和经编双轴向布层合材料抗冲击性能研究

本文主要研究机织平纹布与经编双轴向布成型的层合材料在冲击实验中能量吸收差异的成因 ,了解织物结构对冲击损耗的影响 ,从而比较机织平纹布和经编双轴向布抗冲击性能的优劣。通过机织平纹布和经编双轴向布及其纱线断裂强度和断裂功的测定以及层合板的冲击实验 ,分析了两种织物的结构差异以及对层合板抗冲击性能的影响 ,做出了影响冲击损耗的因素评述。     

剪切增稠液/纤维复合材料防弹性能的研究进展

为促进对剪切增稠液(STF)与高性能纤维复合形成具有高效力学响应和能量吸收机制的智能抗冲击防护材料的性能研究和应用,综述了STF流变性能、STF/纤维复合材料力学性能及其抗弹道冲击机制的研究进展,分析了STF原料选择、复合材料体系构建原理及制备方法。针对STF/纤维复合材料的弹道冲击过程和特点及其在高速冲击下的反应机制,探讨影响弹道冲击性能的因素并提出解决方案。展望了高响应度的柔性智能STF/纤维防弹复合材料的研究发展方向,指出对柔性智能STF/纤维防弹复合材料的表征和评价方法尚需完善,基于三维自增强结构、纤维材料与STF界面结合性、流变滑移及摩擦特性是未来防弹复合材料的研究重点。     

涤纶多轴向经编织物增强柔性复合材料拉伸性能的研究

研究以涤纶经编多轴向织物为基布、表面复合聚氯乙烯压延薄膜制成的新型可作膜结构材料使用的织物增强柔性复合材料的拉伸性能。分析测试结果和图像,并与传统双轴向涂层织物对比,总结该柔性复合材料的优缺点。