三维编织复合材料预制件厚度在线测量及其不匀分析系统

本讨论了三维编织复合材料预制件厚度在线测量系统的测量原理与结构组成,并对测量结果进行分析,本系统的研制成功,填补了该领域的空白,为复合材料的力学性能研究和正确制造三维编织复合材料预制件提供了必要的基础。     

三维编织复合材料预制件表面性能测试系统

本文讨论了利用面阵CCD为传感器、以微型机为主体对三维编织复合材料预制件表面性能进行测试的基本原理和结构组成,讨论了视频信号数据采集的实现方法和软件设置,同时给出了部分测试结果。本系统为三维编织复合材料的应用奠定了基础。     

三维编织复合材料压缩损伤声发射特性分析

论述了声发射技术在三维编织复合材料压缩过程中的应用及实验方法,给出了声发射在三维编织复合材料中压缩过程的特征。结果表明,声发射参数可描述复合材料在不同情况下内部变形的损伤机制。表面编织角是影响三维编织复合材料力学性能的主要参数,编织角小于30°,三维编织复合材料具有较好的压缩性能;编织角大于40°,三维编织复合材料压缩力学性能明显降低。为分析复合材料的力学性能,改善材料复合工艺提供理论基础。     

三维编织复合材料中纤维束走向的研究

本采用计算机图像分析技术，重点对三维编织复合材料微观结构中纤维束的走向进行了研究，结果表明，在三维编织复合材料中纤维束呈直线状态，并计算了内部编织角与表面编织的关系式。     

三维编织和角联锁复合材料的高速冲击响应

为了探究三维纺织结构复合材料高速冲击下应变率效应和结构效应，制备了碳纤维增强三维编织和三维角联锁复合材料，采用霍普金森压杆(SHPB)系统和高速摄影系统记录了三维编织和三维角联锁复合材料在高速冲击过程中应力应变曲线和渐进损伤过程。结果表明：编织和角联锁复合材料在高速冲击下都具有一定的应变率效应，并且都呈现剪切损伤，但编织复合材料呈现明显延性损伤而角联锁复合材料呈现明显脆性损伤。由于编织复合材料内部纤维束交织紧密，损伤后仍能承受一定载荷并且结构也能保持完整性，因此相较于三维角联锁复合材料，三维编织复合材料具有更好的抗冲击性能。     

三维编织预制件表观模拟系统的开发

对四步法三维编织预制件表面外观进行了分类研究。在分析计算的基础上，提出了开发三维编织预制件表观模拟系统的思路和方法，并经过程序设计实现了该模拟系统。     

异形截面预制件编织的置换分析

通过实例,应用置换理论分析了矩形三维预制件的编织过程,在将编织循环表达为不相交的轮换的乘积后,建立了各轮换与编织锭子移动规律之间的关系。以口字截面预制件编织为例,对异形截面三维预制件的编织过程进行了置换表达。从不相交的轮换的积的表达式中,不仅可以得到有关异形截面三维预制件编织锭子移动规律方面的特性,还可判别出方格阵上编织锭子的类别并确定其初始位置,为异形截面三维预制件编织的最终实现奠定了基础。     

三维异型整体编织底盘的结构

纵横步进编织是制备三维异型预制件的有效方法之一。针对目前编织底盘存在通用性较差,难以实现三维预制件的多种类及多式样编织,所织造的三维编织复合材料结构及其品种单一等问题,在编织方格阵概念的基础上,对四步法编织过程中实现多模式及多式样的理论编织阵列转换问题进行了深入研究,提出了一种通用性的编织底盘初始阵列结构方案。并就该底盘结构方案实现矩形规则截面、异型组合截面预制件编织时的具体运动规律进行了分析,对三维异型整体编织底盘的机械结构及其控制系统设计具有较高的应用价值。     

三维编织物的编织与固化工艺研究概述

三维编织复合材料具有优良的力学性能,已引起了业内广泛的关注。文章主要介绍了三维编织复合材料预制件的编织技术、固化工艺及其特点。     

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。     

复合材料预制件编织角测量研究

提出一种基于小尺度的数学形态学的三维编织复合材料预制件图像的边缘检测方法。此边缘图像适合于复合材料的参数测量 ,此研究对于三维编织复合材料力学性质的分析具有重要意义。     

嵌入三维编织复合材料的碳纳米线应变传感特性

为实现三维编织复合材料的原位结构健康监测,研制了嵌入碳纳米线的三维五向编织复合材料预制件,建立了基于三维编织复合材料试件的碳纳米线应变传感实验系统,分析了嵌入三维编织复合材料中的碳纳米线应变传感特性。结果表明：在单调拉伸和循环加载卸载过程中,嵌入三维编织复合材料的碳纳米线传感器电阻变化与试件应变的线性相关性较高;在较大载荷循环加载卸载后,碳纳米线传感器产生的残余电阻可用于检测试件的损伤或累积损伤;引入电阻应变相关系数建立了电阻变化净差值与机械应变净差值的应变传感方程,可实现基于碳纳米线传感器的三维编织复合材料原位结构健康监测。     

群理论在编织技术中的应用

编织技术是制造纺织结构复合材料的一项高新技术，本文将代数中的群理论用于编织技术的理论研究，描述了二维、三维编织群，为编织ＣＤ系统提供了依据。     

三维编织预制件厚度的超声波在线测量

采用超声脉冲回波法对具有封闭横截面形状的碳纤维三维编织预制件的厚度进行在线测量。分析了超声波在三维编织预制件内的传播原理,建立了由微机、步进电机、齿轮、丝杠和探头组成的A型脉冲回波法检测系统和加压装置。实验结果表明:三维编织预制件内部纤维束倾斜,造成超声波衰减比较严重,但是选用水做耦合剂,在适当的压力和探头频率下,超声法可以透射三维编织预制件,获得预制件的厚度信息;随着预置压力的增大,超声波测试的厚度值趋于稳定;探头频率对测试结果数据影响不明显。     

纺织复合材料预制件的几种织造技术

本讨论了几种纺织复合材料预制件的织造技术，其中包括机织，针织，三维整体编织和这些预制件的特点，并同时讨论了在织造中要注意的几个主要问题。     

几种新的三维编织单元体结构

三维编织复合材料是一种耐冲击、抗分层的高级复合材料,其突出的特点是整体性好,力学结构合理。实验表明它们在编织形状复杂、承力复杂的预制件时有效实用。使用它们的不同组合,成功的编出了带有一大孔、一小孔的的四冲程汽车发动机连接杆预制件。     

三维预制件缝合机器人视觉跟踪系统

为提高三维编织复合材料预制件缝合机器人的灵活性和智能性,应用结构光视觉跟踪技术设计了三维预制件缝合机器人的视觉跟踪系统。使用CCD和激光器设计了跟踪传感器;基于VC++6.0平台编制了系统软件;针对三维纺织复合材料中毛刺和花节引起噪声多的特点,采用二值化、中值滤波、开启数学形态处理对纺织复合材料激光图像进行预处理;采用纵坐标比较法快速检测接缝特征点位置;用三角原理计算缝合头偏移量。试验结果表明,该跟踪系统精度高,性能稳定,可以满足机器人缝合系统的要求。     

参数化单胞计算三维编织预制件纤维体积含量

在Pro/E中建立了三维编织预制件的内部单胞、表面单胞和棱角单胞的3D实体模型,并对模型进行了参数化设计。当编织工艺参数改变时能自动生成新的单胞模型,单胞纤维体积由Pro/E的模型分析功能直接输出。提出了基于参数化单胞计算预制件纤维体积含量的公式。计算了长方体形预制件的纤维体积含量,并与实测值进行比较,理论计算与实验结果吻合良好。计算了扇环形预制件的纤维体积含量,为复杂外形预制件纤维体积含量的计算提供了新方法。     

三维编织复合材料热传导性能研究

文章运用热传导系数仪研究了三维编织复合材料热传导性能,分析了编织角(α)、纤维体积含量变化对其热传导性能的影响,并对比了三维四向编织复合材料(4D)、三维五向编织复合材料(5D)和层合复合材料的热传导性能。     

三维编织复合材料准静态侵彻性能实验研究

本文研究不同厚度的三维编织芳纶 /环氧树脂复合材料在不同侵彻角下的准静态侵彻情况 ,分析准静态侵彻载荷—位移曲线及其破坏机理 ,比较不同厚度的三维编织复合材料在相同侵彻角下的位移—载荷曲线 ,和相同厚度的三维编织复合材料在不同侵彻角下的位移—载荷曲线 ,为深入研究三维编织复合材料的准静态侵彻性能和动态侵彻性能打下一些基础。