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。     

三维编织复合材料的发展及应用现状

总结三维编织复合材料的发展及应用现状。介绍了三维编织技术的概念和分类;详细分析了目前三维编织工艺原理及相关设备;总结了三维编织复合材料的性能特点,包括结构可设计性、可近净成形性、可对高性能纤维进行编织等,重点分析了较传统复合材料具有更优良的力学性能。简述了三维编织复合材料的应用领域。展望了三维编织复合材料今后需要努力的方向。     

三维纺织物的纺织与固化工艺研究

三维编织复合材料具有优良的力学性能，已引起了广泛的关注。本文主要介绍了三维编织复合材料预制件的编织、固化工艺以及三维编织复合材料的优良性能。     

基于碳纳米线的三维编织复合材料制件内部缺陷检测研究

使用碳纳米线作为传感器对三维编织复合材料制件内部缺陷进行无损检测。描述了碳纳米线嵌入三维编织复合材料制件的基本方法,分析了碳纳米线的力学特性。测试结果表明,嵌入的碳纳米线电阻与三维编织复合材料制件的拉伸应变具有很好的线性关系。并采用电阻响应面理论分析了三维编织复合材料制件的内部缺陷,其结果与扫描电镜显示的结果一致,说明碳纳米线应用于三维编织复合材料制件无损检测可行。该方法为三维编织复合材料制件的无损检测提供了一种新技术。     

碳/芳纶混编三维编织复合材料拉伸性能

为分析三维编织复合材料拉伸性能和失效机制,分别以碳纤维和芳纶纤维为轴纱和编织纱织造了三维五向、三维六向碳/芳纶混编复合材料。采用数字图像相关法采集试样在单轴拉伸过程中表面全场应变信息得到的泊松比。结果表明：三维编织复合材料泊松比受编织结构的影响较大,同种编织结构下,碳纤维为轴纱的复合材料基本保持了碳纤维三维编织复合材料的拉伸强度和模量,同时提高了断裂伸长率;芳纶纤维为轴纱的复合材料则显著提高了断裂伸长率,但拉伸强度和模量损失较为明显;同种混编方式下,三维五向编织复合材料的拉伸强度和拉伸模量较三维六向高,断裂伸长率无明显差异。编织纱分别为碳纤维和芳纶纤维的三维编织复合材料高应变区分别类似点阵分布和波浪线分布,三维五向和三维六向编织复合材料高应变区分别呈均匀分散分布和横向分布。     

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。     

大型自动化三维编织复合材料编织机的开发

三维编织复合材料在航天中应用中具有突出优势,在先进复合材料制造集成中存在自动化程度低,产品均匀度,重复性差等问题。本文根据三维编织复合材料编织工艺特点,研究开发了具有自动化程度高、自动编织的大型三维编织复合材料编织机,具有高效、自诊断故障功能。经几年使用,编织机运行稳定,生产了大量的航天复合材料制件。它为先进智能复合材料的研发与应用提供了依据。     

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。     

基于神经网络的复合材料缺陷超声波检测研究

描述了三维编织复合材料内部缺陷的超声波检测方法。在实现方法上,系统对三维编织复合材料的超声波A扫描回波信号进行小波包变换后,材料的内部缺陷信号被分解后表示为能量特征,并将缺陷特征值作为BP神经网络的输入参数,通过BP神经网络实现对三维编织复合材料微裂纹和孔隙的分类识别,并对三维编织复合材料缺陷自动化识别。实验结果证明该方法分析三维编织复合材料内部缺陷是可行性。     

纵横步进编织工艺及其载纱装置

纵横步进编织工艺是目前应用于制作多维纺织结构复合材料预成形体的主要手段,而载纱装置的设计是实现纵横步进编织工艺的重要工作。本文叙述了纵横步进编织的工作原理及理论上对载纱装置的要求,并介绍了载纱装置及其改进。     

Modelling of Textile Structural Composites Part I: Processing-science Model for Three-dimensional Braiding

This paper demonstrates a unified approach to the design, analysis, and manufacturing of three-dimensional braids for structural composites. The linkage between manufacturing and performance is accomplished through a processing-science model. By combining a topological model of the braiding process with geometrical and mechanical models, a process structure/properties relationship for 3-D braid-reinforced composites is created to form a communication link between structural-design engineers and textile-materials engineers.     

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。     

纵横步进法编织三维预型件

纵横步进编织是制备三维预形件的有效方法之一。本文论述了三维编织的基本原理 ;讨论了纵横步进编织的基本过程和编织机的基本结构 ;着重对编织盘的形式和结构以及编织纱长度补偿的方式进行了全面的分析。     

医用编织缝线的结构及编织工艺参数研讨

本文将医用编织缝线与捻合线的结构作了比较,总结了编织线的一些优点,并对影响缝线线径、性能的编织工艺参数进行试验、分析探讨,找到了比较理想的不同线号缝线编织工艺参数的配置。最后分析了不同编织密度对缝线性能产生的影响。     

医用真丝编织缝合线的编织工艺研究

探讨研究了医用真丝编织缝合线编织工艺参数的变化对缝合线性能的影响，得出较合理的纺织工艺参数配置及可用于实测缝合线性能的理论回归方程。     

编结丝与真丝编丝机

介绍了新型质编结丝及ＳＫ—６０型编丝机的技术参数、工艺性能，并进行了技术经济分析。通过编丝途径加工的真丝服装，可提高产品的档次和价值，为丝绸新产品的开发提供了新途径     

碳纤维二维编织管状织物的编织工艺

针对碳纤维在二维编织过程中不耐扭折、易受损断纱的问题,通过拉伸性能实验和导纱瓷眼折角磨损实验分析了碳纤维复丝的可编织性能,探讨了纱管在缠绕过程中应注意的问题。在24 锭二维编织机上编织了8 种不同工艺参数的碳纤维管状编织物,研究了编织工艺对织物外观起毛情况及力学性能的影响。结果表明：碳纤维复丝的断裂强度为86.39 cN/tex,断裂伸长率为1.12%,断裂强度远高于其他纤维,但延伸性差;影响碳纤维复丝在导纱瓷眼处折角磨损程度的因素依次为牵引力、折角、编织速度;在编织纱线根数不变的情况下,随编织节距的减小,管状编织物的面密度逐渐增加,起毛现象严重,编织物的拉伸断裂强力降低。     

基于减纱技术的三维编织携纱器的设计

介绍了三维编织减纱技术及应用其实现变截面预制件编织的原理,比较了增减锭子数量和改变纤维束数量等不同减纱技术在实现变截面预制件编织时的优缺点,分析了基于通过改变纱线数来实现变截面编织的装置——新型携纱器的主要零部件、工作原理及工作过程。指出新型携纱器能够利用减纱技术实现变截面预制件的编织,在编织过程中显示出其优越性、快捷性、方便性,具有较大的应用市场。