编织结构复合材料的编织技术与成型工艺

编织结构复合材料是近年来迅速发展起来的一种高新材料，目前已广泛用于航空航天、交通运输、石油化工、军事装备、体育器材和医疗器械等领域。介绍了国内外开发概况，简述了二维、三维编织技术及成型工艺。认为编织结构复合材料具有整体性好、力学结构合理两大特点，其开发前景广阔；将树脂传递模塑成型（ＲＴＭ）法与预制件相结合，可以生产出高性能产品。     

三维管状编织复合材料的弯曲性能研究

以1 200 tex的E型玻璃纤维为原料,采用3DB-J100-8型模块化组合三维编织平台制备三维四向、三维五向管状编织物;以E51环氧树脂、H023聚醚胺组成树脂基体,与上述编织物复合制成三维管状编织复合材料;利用Instron 3385H型万能材料试验机测试并观察材料的弯曲性能,研究编织结构、编织角等结构参数对三维管状编织复合材料弯曲性能的影响规律。结果表明:三维管状编织复合材料破坏特性均表现为明显的脆性破坏;三维五向管状编织复合材料的抗弯性能明显好于三维四向管状编织复合材料;三维管状编织复合材料的弯曲性能均随编织角的增大而增加。     

三维编织复合材料T型梁的低温场弯曲性能

为研究三维编织复合材料T型梁低温环境下的弯曲力学性能,以指导耐低温抗弯曲三维编织复合材料结构设计,采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺制备不同筋高高度三维编织复合材料T型梁,自制低温环境箱,与MTS 810.23型材料测试系统相结合测试三维编织复合材料T型梁在不同低温下的弯曲力学性能。结果表明:随测试温度的降低,三维编织复合材料T型梁载荷增加,位移增大,能量吸收增加;随筋高高度的增加,三维编织复合材料T型梁载荷增加,位移减小,能量吸收增加,抗弯刚度增强;三维编织复合材料T型梁由较高温度下不同程度的屈服断裂转变为低温下的脆性断裂,随着筋高高度增加,失效模式由弯曲失效转变为剪切失效。     

编织结构复合材料的编织原理

编织结构复合材料是近年来迅速发展的理想结构复合材料，其最突出的特点是整体性好。力学结构合理，目前，这种材料广泛使用于航空航天，交通运输、石油化工、武器装备、体育用品等诸多领域，本文主要论述编织结构复合材料的二维、三维编织原理。     

编织结构复合材料编织工艺研究

编织结构复合材料是近年来迅速发展的理想结构复合材料，其最突出的特点是整体性好，力学结构合理。目前，这种材料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。本文订对纺织结构复合材料的二维、三维编织工艺及成型技术进行了初步的研究，总结出了预成型件与树脂传递模塑成形结合的优越性。     

三维多向编织复合材料T型梁抗弯应力分析

针对三维多向编织复合材料结构件承载细观结构优化设计的问题,以三维编织复合材料T型梁为对象,对其抗弯性能进行模拟分析。基于细观结构单胞模型,采用刚度体积平均法计算具有不同编织角的三维四向、五向和六向编织复合材料的弹性常数;利用有限元软件Patran/Nastran计算T型梁承受弯曲载荷的应力与应变,分析纤维束交织结构和细观结构参数对T型梁抗弯性能的影响。结果表明,纤维体积含量一定时,三维六向较三维四向、五向编织复合材料的弹性性能更接近各向同性,同时选择比较大的编织角,可提高T型梁抗弯的承载能力。此方法可为异型三维编织复合材料构件细观结构的选型与参数设计可供参考。     

不同长度的三维四向编织复合材料T型梁模态性能研究

文章分别用实验和有限元模拟方法研究了碳纤维三维四向编织复合材料T型梁的模态性能,分析了悬臂梁自由端长度的变化对其固有频率的影响以及固有频率与阻尼性能的关系,并对比了实验和有限元模拟固有频率。结果表明:三维四向编织复合材料T型梁的固有频率随着其自由端长度的增加而降低;其固有频率和其阻尼性能没有明显的相关关系;模拟结果与实验结果相一致。     

三维编织复合材料拉伸与弯曲声发射特征分析

论述了声发射技术在三维编织复合材料拉伸和弯曲过程中的应用以及试验方法,描述了三维编织复合材料拉伸与弯曲过程中声发射的特征。拉伸试验结果表明:编织角小的试件,其应力应变曲线基本为直线,损伤为脆性特征;编织角大的试件,应力应变曲线表现出双线性,各自呈现出脆性破坏特征。弯曲试验表明:小编织角复合材料的载荷挠度曲线保持线性关系;大编织角复合材料的载荷挠度曲线是非线性关系。     

三维机织复合材料的结构与材料力学性能的关系

介绍了开发三维机织增强复合材料的目的，主要阐述了复合材料的预型件结构及其与力学性能(纵向拉伸弹性模量)之间的关系。     

三维机织复合材料的结构与材料力学性能的关系

介绍了开发三维机织增强复合材料的目的 ,主要阐述了复合材料的预型件结构及其与力学性能 (纵向拉伸弹性模量 )之间的关系     

T形截面三维编织复合材料细观结构分析及弯曲性能预测

根据矩形组合截面三维编织复合材料四步法编织原理,分析了T形截面编织物的纱线运动规律,按照载纱器的水平运动规律确定了纱线的空间运动轨迹,并用控制体积法建立T形截面交接区域的特殊细观结构模型。在假设纱线截面为椭圆形等理想状态下,建立了编织工艺参数之间的数学关系。运用弯曲刚度合成法预测了T形截面三维编织复合材料的弯曲性能,用MatLab编写了弯曲模量的计算程序。结果表明：弯曲模量随编织角的增大而减小,随纤维体积含量的增加而增大,三维五向T形截面梁的弯曲性能优于三维四向的。最后将预测结果与实验结果进行比较分析,结果证实用弯曲刚度合成法预测T形截面三维编织复合材料的弯曲性能是可靠的。     

编织结构复合材料热膨胀性能的影响因素

阐述了影响编织结构复合材料热膨胀性能的因素,介绍了几种经常用于研究材料热膨胀系数的方法,并进行了综合分析。分析结果表明,复合材料的热膨胀系数具有可设计性,能够实现复合材料零膨胀结构的优化设计,可为设计复合材料的零膨胀结构提供依据。     

三维编织复合材料弯曲性能研究进展

总结三维编织复合材料弯曲性能测试的主要方法,从理论预测与试验研究两方面介绍三维编织复合材料弯曲性能的研究成果,比较不同预测方法的优缺点,探讨当前工作存在的问题,并对今后的研究趋势进行了展望。     

正交三维织物增强热塑树脂复合材料的成型工艺对其弯曲性能的影响

主要研究了正交三维织物增强热塑复合材料的成型工艺，即成型厚度、成型温度对其弯曲性能的影响。这为得出复合材料的最佳成型工艺方案提供了一定的理论依据。     

三维编织复合材料弯曲承载下嵌入碳纳米线的特性分析

为实现三维编织复合材料实时承载监测,基于碳纳米线嵌入三维编织复合材料预制件的方法,分析了嵌入碳纳米线的三维编织复合材料制件,在不同载荷下三点弯曲的碳纳米线应变传感特性,重点分析了制件拉伸和压缩承载下碳纳米线电阻的变化。实验表明：在三点弯曲过程中,制件加载至断裂应变和碳纳米线电阻变化具有单调一致性, 碳纳米线电阻变化符合一定指数函数关系;在大负荷加载后碳纳米线产生电阻滞后现象;制件卸载后,碳纳米线传感器产生残余电阻。研究证明：碳纳米线传感器在弯曲负载下能够实时感知并监测三维编织复合材料结构健康状况,为三维编织复合材料结构健康监测系统的构建提供了参考。     

异型整体结构复合材料预成型件的编织技术

近几年来出现了多种制作整体结构的复合材料预成型件的新型纺织技术,包括机织方法、针织方法和编织方法。其中,编织方法在实现复杂结构方面表现出优于其它方法的灵活性,它能够编织出采用别的方法难以完成的形状,并且满足形状的局部特殊要求。本文着重介绍编织技术制作复合材料预成型件的特点以及制作方法。     

三维编织复合材料结构性能分析

对四步法矩形截面三维编织结构进行了理论分析 ,得出 12× 6型编织物中纱线的运动规律。并讨论了三维编织结构的单元体模型。     

基于SQUID的复合材料承载电气特性

描述了三维编织复合材料的电阻测试基本方法,针对材料的特性,采用SQUID技术研究三维编织复合材料的电磁参数测试方法,分析了不同载荷下材料的电阻、电磁变化规律。试验结果表明：三维编织复合材料的电气特性受制造参数和承载方式的影响,三维编织复合材料越厚,电阻值越小;表面编织角越小,电阻越小;纤维含量越高,电阻越小。承载状态下电阻在拉伸较小时呈现出线性增加,当拉伸超过6%时,电阻的增加呈现非线性增加,三点弯曲对电阻有着较大影响,加载时要比卸载时电阻、电磁量变化大。     

以针织物为增强结构的复合材料

本文在比较了常用纺织结构复合材料的织物性能后,介绍了目前用作复合材料增强结构的针织物的种类、结构、性能、应用等。