三维正交机织复合材料拉伸性能研究

阐述了三维正交机织复合材料沿不同方向的拉伸力学性能。复合材料以三维正交机织玻璃纤维织物为增强体,以环氧树脂为基体,基于真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺成型并制备试样。测试了试样的拉伸性能,结果表明:该三维正交机织复合材料90°(纬向)的拉伸性能优于0°(经向),但断口处存在严重的纤维抽拔和界面脱粘现象;增强体结构中经纱和纬纱含量对拉伸性能影响较大,面内某一纱线含量高,则该方向拉伸性能就强。同时,Z纱有效地改善了普通层合板复合材料拉伸分层失效的缺陷,但玻璃纤维与树脂基体界面结合性能较差。     

正交-准正交复合三维机织复合材料力学性能

为弥补单一结构三维机织复合材料在性能方面的不足,研究正交-准正交复合三维机织复合材料的力学性能。以高强涤纶长丝为原料,分别织造四层正交和准正交三维机织结构作为预制件,依据均衡对称准则设计4种复合结构,选用双酚A环氧乙烯基脂为基体,制备正交、准正交及复合三维机织复合材料,并对制得的复合材料进行经向拉伸和弯曲性能测试。结果表明:准正交三维机织复合材料的经向拉伸和弯曲性能均优于正交三维机织复合材料;在复合三维机织复合材料中,复合顺序对复合材料性能的影响大于复合比例;正交结构位于材料表层时复合材料可以获得更优异的力学性能。     

三维正交机织和双轴向经编玻纤复合材料压缩性能研究

采用三维正交机织玻纤织物和双轴向经编玻纤织物分别为增强体,环氧树脂(E-2511-1A)/固化剂(2511-1BT)混合液(质量比为100∶30)为基体,利用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺成型,制备两种复合材料试样。然后,对试样进行0°和90°方向的压缩试验,并比较试样的当量压缩性能。结果表明,双轴向经编玻纤复合材料0°方向的当量压缩断裂强度比三维正交机织玻纤复合材料提高4. 90%,三维正交机织玻纤复合材料90°方向的当量压缩断裂强度比双轴向玻纤复合材料提高23. 40%,而双轴向经编玻纤复合材料0°、90°方向的当量压缩模量分别比三维正交机织玻纤复合材料提高35. 71%、64. 00%。     

基于气缸的三维机织增强体织造系统设计

为在经纱方向引入贯穿织物厚度的接结纱从而提升机织增强复合材料层间性能,以三维正交无卷曲机织增强体为对象,设计了一种窄幅三维机织织造系统。采用气缸作为开口、引纬和打纬的主要驱动部件,实现多重综框的独立开口运动与管状多剑杆机构的多层梭口同时引纬运动,并在可编程控制器上实现各机构协调运作,使经纬纱垂直平铺,接结纱与纬纱交织并贯穿织物起到层间约束作用。通过显微镜观察三维机织增强复合材料各个切面(分别沿经纱、纬纱和接结纱),并测量纱线卷曲度、横截面积、组织单元尺寸等关键几何参数。测量结果表明,这种三维机织系统可实现三维正交无卷曲机织增强体的织造。     

玄武岩/碳纤维混杂三维正交复合材料拉伸性能研究

以玄武岩纤维、碳纤维为原料,设计出5种不同混杂比的三维正交织物,利用真空辅助成型工艺制备了乙烯基酯树脂基混杂复合材料,对其拉伸性能进行了测试,重点分析玄武岩纤维在织物中所占比例对复合材料拉伸性能的影响。结果表明:在纤维总体积分数一定的情况下,随着混杂织物中玄武岩纤维所占比例的增大,复合材料的拉伸强度先增大后减小,拉伸断裂伸长率逐渐增大,弹性模量逐渐减小,经向整体拉伸性能优于纬向。纤维的混杂比及其性质决定了混杂三维机织复合材料的断裂机制,通过调节纤维混杂比可以充分发挥各种纤维的优势和特点,设计出满足不同需求的材料。     

锯齿形三维机织间隔复合材料的弯曲性能

为解决层合间隔复合材料易开裂和整体性差的问题,采用绿色环保的玄武岩低捻长丝作为经、纬纱,合理设计经向截面图和组织图,并在普通织机上织造3种不同间隔高度的锯齿形三维机织间隔织物。以所织得的锯齿形三维机织间隔织物作为增强材料,环氧乙烯基树脂作为基体,利用真空辅助成型工艺,制备锯齿形三维机织间隔复合材料,同时对三维机织间隔复合材料进行三点弯曲性能测试,得到弯曲载荷-位移曲线、能量吸收图和破坏模式。结果表明:复合材料的纬向是主要承力方向;组织循环个数越多的材料表现出更好的弯曲性能;在一定间隔高度范围内,间隔高度越高的锯齿形三维机织间隔织物承受的弯曲载荷和吸收的能量也越高;锯齿形三维机织间隔复合材料的破坏模式是材料上表层受压,下表层受拉,而连接层受压;在作用力下材料只是出现明显的变形,但并未出现材料整体的破坏。     

涤纶织物结构与其血液相容性及生物力学性能

对涤纶机织物三原组织平纹、斜纹、缎纹及针织物基本组织纬平针、双罗纹进行了动态凝血实验、凝血因子检验实验和血小板黏附实验,并对血液相容性进行模糊综合评判。结果表明,机织缎纹织物不易引起血液凝固,血液相容性较好。同时表征了不同织物的渗透性、孔隙率,拉伸强度、顶破强度等相关的生物力学性能;初步探讨了织物结构对其血液相容性和生物力学性能的影响。     

广角布的拉伸性能研究

研究广角布的拉伸性能。以相同经纬纱和经纬密的广角布和普通平纹织物为例,测试了广角布经向、纬向、经纬向交织角60°和120°对角线方向的拉伸性能,并与普通平纹织物的经向、纬向和经纬向交织角90°对角线方向的拉伸性能进行了对比分析。结果表明:与普通平纹织物相比,广角布在受到沿经纱方向的载荷时,织物的断裂强力大而断裂伸长率小;在受到沿纬纱方向的载荷时,广角布的断裂强力和断裂伸长率均较大。认为:广角布的力学性能优于普通平纹织物,应用前景广阔。     

碳纤维织物组织结构对抗静电性能的影响分析

探讨碳纤维织物对抗静电性能的影响规律。经线采用31.9tex涤棉混纺纱,纬线采用11.1tex碳纤维网络丝,测试了平纹、一上三下右斜纹和八枚三飞纬面缎纹,3种不同紧度下9块织物的抗静电性能。结果表明:在织物组织一定的情况下,织物的抗静电性能随着织物的紧度的增加而增加;在织物紧度一定的情况下,抗静电性能随着组织结构有变化,平纹的抗静电性能最差,一上三下右斜纹次之,八枚三飞纬面缎纹最好。     

双轴向纬编织物热塑性单层板的拉伸性能

采用以纬平针为地组织,经纬向衬入玻璃纤维和聚丙烯纤维的双轴向纬编结构预型件,利用热压方法制备复合材料单层板,研究了双轴向纬编针织物热塑性单层板的拉伸性能以及拉伸各向异性。通过改变衬纬玻璃纤维长丝的线密度,分析了纤维体积含量对材料初始模量和断裂强度的影响关系,并对材料的断裂形式进行了分析。试验表明,双轴向纬编织物热塑性复合材料的轴向拉伸和非轴向拉伸的力学性能有较大差异,材料的轴向拉伸初始模量和断裂强度与纤维体积含量成正比,衬纱的引入提高了针织物复合材料的力学性能。     

三维夹芯复合材料冲击损伤后弯曲性能研究

采用手糊成型工艺将环氧树脂与三维机织夹芯织物及玻纤平纹织物复合,制成三维夹芯复合材料,并采用不同的冲击高度对其进行低速冲击试验。利用Instron 5969H型万能材料试验机对经过低速冲击试验的三维夹芯复合材料的弯曲性能进行测试,分析冲击高度对三维夹芯复合材料弯曲性能的影响。结果表明:同种三维夹芯复合材料的弯曲性能与冲击高度呈负相关;相同冲击高度下,同种三维夹芯复合材料的经向剩余弯曲强度明显低于其纬向剩余弯曲强度。     

不同组织结构导电织物的导电性能分析

文章为了探究导电织物组织结构及经纬密度对其导电性能的影响,使用导电纱线分别制成平纹、斜纹、缎纹三种不同组织结构的织物,测试三种织物的导电性,并将测试结果转换为相同经纬密度下的电阻。试验结果表明:经密比纬密大时,纬向测得的平均电阻高于经向;交织点越多的面料其电阻值越大。     

氨纶的性能及其机织物的染整加工

对氨纶纤维的弹性、强度、耐热性、染色性能和耐化学药品性进行了分析。分别阐述了氨纶全棉机织物（包括平纹纬弹织物、斜纹和缎纹纬弹织物和经纬双弹织物）、锦棉氨纶织物、涤棉弹力织物、氨纶合捻线机织物、纬弹灯芯绒织物等品种的染整加工工艺。对于不同的氨纶织物品种应采取不同的加工工艺，特别是全棉纬弹斜纹和缎纹织物，对坯布就要分析其组织结构，再研究具体的工艺条件。     

基于ABAQUS的三原组织机织物拉伸力学性能模拟

为更好地了解平纹、斜纹和经面缎纹3种基本组织纯棉机织物抵抗外力拉伸变形的能力,在实际测量织物结构参数的基础上,提出一种评价和预测机织物拉伸性能的方法;借助专业纺织建模软件Texgen建立织物三维细观模型;利用有限元软件ABAQUS,依据织物拉伸环境设置材料属性、相互作用和边界条件等计算模型数值解;通过织物拉伸强力测试实验验证数值模拟结果的有效性。结果表明:平纹织物、斜纹织物和经面缎纹织物拉伸应力、应变模拟结果与实验测试结果差异率均在6%以内;在原料、经纬纱密度和捻度、织物经纬密都相同的条件下,平纹织物抵抗外力变形的能力更强。     

几种机织复合材料的制备及隔声性能研究

探讨4种机织复合材料的制备要点及其隔声性能。以110tex的玻璃纤维复丝为经纬纱,织造了4种经密相同的平纹、斜纹、加强斜纹和纬二重织物;采用真空辅助树脂传递成形法制备了4种织物的复合材料;计算了4种复合材料的纤维体积分数,进行了隔声性能测试;结果表明:4种机织复合材料随其纤维体积分数的增加,其隔声性能增强。认为:通过增加复合材料的纤维体积分数,可以提高其隔声性能。     

甲壳素/竹浆纤维交织医用敷料的开发

采用缎纹组织结构,以甲壳素、竹浆纤维纱交织的方法开发了新型医用敷料。结果表明:八枚五飞纬面缎纹组织机织物经密120根/10 cm、纬密145根/10 cm时,机织物医用敷料的综合性能最佳。本研究为进一步改善含甲壳素纤维机织医用敷料的综合性能提供了思路。     

三维机织热塑复合材料的制作与性能

设计了一种以包芯编带纱为中间体制作三维机织热塑复合材料的方法。对复合材料的空隙率、拉伸、弯曲性能进行了实验和分析。研究表明,包芯编带纱既能满足热塑树脂的均匀渗透,又具有良好的三维织造性能;三维机织热塑复合材料的刚度较低,预拉伸工艺可以显著提高复合材料的拉伸刚度和弯曲刚度。     

三维苎麻机织物蜂窝夹层复合材料的制备及力学性能分析

选取线密度合适的苎麻纱线,设计二维和三维苎麻机织物结构和参数,制备以二维和三维苎麻机织物作为增强体,增强酚醛树脂作为联结基质,蜂窝夹层作为芯层的复合材料,结果表明复合材料成型良好。以苎麻纤维作为增强体,分析不同的编织方式对复合材料力学性能的影响。结果表明:采用三维缎纹织物作为增强体的复合材料,其抗冲击、抗弯曲和抗拉伸性能要明显高于二维平纹结构夹层材料和三维平纹织物增强的复合材料。     

三维正交机织复合材料力学性能研究进展

总结三维正交机织复合材料力学性能的研究现状与发展趋势。介绍了纱线截面对三维正交机织复合材料弹性模量的影响;阐述了三维正交机织复合材料几何结构的数值表征特点;总结了国内外三维正交机织复合材料的准静态力学性能和动态力学性能研究成果。认为:三维正交机织复合材料细观结构的分析已较为成熟,但应在所建模型中考虑实际的纱线状态;研究纱线与基体的界面性能也很重要,尚待加强相关研究。     

三维机织角联锁SiCf/SiC复合材料弯曲性能及损伤机制

为解决陶瓷基复合材料在服役环境中由于弯曲而导致失效的问题,从理论上分析了经向和纬向弯曲过程中复合材料弯曲受力与内部纤维之间的相互作用机制。以SiC_f/SiC复合材料为例,利用微计算机断层扫描技术获得其内部纤维结构和孔隙等三维图像;并在此基础上,分别对三维机织角联锁SiC_f/SiC复合材料经向和纬向进行弯曲性能测试,从细观、微观尺度分析弯曲损伤机制。结果表明:三维机织角联锁SiC_f/SiC复合材料的纬向和经向性能明显不同,且纬向试样的弯曲强度大于经向试样;SiC_f/SiC复合材料的弯曲损伤模式复杂,经向试样裂纹主要沿着经纱与纬纱接触点扩展,而纬向试样裂纹主要在纬纱束之间产生,并最终导致弯曲破坏。