干纱缠绕圆柱壳体的缠绕张力

分析了传统纤维缠绕圆柱壳体过程中张力的施加方法，指出了传统张力施加方法中的不足和缺陷，通过力学分析和数学推导，在一定的相关假设和适应范围下，得出了干纱缠绕中均衡缠绕张力的逐层施加公式。     

基于纱线真实形态的三维机织复合材料细观结构及其厚度计算

如何确定预制件的结构参数与复合材料厚度之间的数量关系是设计人员面临的一个难题。对三维机织复合材料横截面图像细观结构进行观察分析。结果表明,决定三维机织复合材料厚度的部位在沿纬纱的中心线横截面处;经纱的横截面呈长方形;纬纱的纵向轨迹呈直线形。基于细观结构导出了用预制件结构设计参数表示的复合材料厚度计算公式,用算例验证了公式的正确性。验证结果表明,复合材料厚度计算公式正确,具有实用性。     

温度对三维五向编织/环氧树脂复合材料拉伸性能的影响

研究了三维五向编织/环氧树脂复合材料和树脂基层合复合材料在室温、80℃、150℃和180℃的拉伸性能,讨论了不同温度对三维五向编织复合材料和层合复合材料拉伸的影响规律。研究结果表明,三维五向编织复合材料在80℃、150℃时的拉伸强度与室温相近,而在180℃时,比室温时的拉伸强度下降了15.37%;层合复合材料在80℃、150℃和180℃时的拉伸强度则比室温分别下降了3.45%、13.3%和34.42%。造成层合复合材料高温拉伸强度下降较大的原因是:在高温时,由于树脂被破坏,使层合复合材料发生了分层。说明相同树脂基体的复合材料,增强体结构对复合材料在高温时的拉伸性能有着重要的影响。     

基于单向流动研究三维编织预制件的渗透性

采用单向法测量了三维编织预制件的饱和与不饱和渗透率, 从渗透率实验确定了毛细压力, 研究了纤维体积分数对饱和、不饱和渗透率的影响。分析了编织参数、注入压力对渗透率测量的作用, 以注入压力Pm 为x轴, 以相同的某一段时间所到达的流动前沿的平方( x2 ) 为y 轴作图, 并拟合成直线, 该直线与x 轴的水平截距即为毛细压力。实验结果表明: 随着纤维体积分数的增加, 饱和渗透率与不饱和渗透率均降低, 且饱和渗透率大于不饱和渗透率; 编织结构影响渗透率, 不饱和渗透率随着编织角的增加而减小; 准确的渗透率的测试结果不依赖注入压力, 开始阶段渗透率值较大, 随着充模距离的增加, 渗透率逐渐降低, 并趋于稳定值。      

结构参数对碳/ 树脂3D 机织复合材料拉伸性能的影响

通过一系列的实验比较和分析研究, 客观评价了4 种不同结构碳/ 树脂3D 机织复合材料沿经向和纬向的拉伸性能。实验结果表明, 4 种3D 机织复合材料沿经向和纬向的负荷-位移曲线具有双线性, 初始模量高于二次模量; 3D 机织复合材料的拉伸曲线无屈服点, 是脆性材料; 3D 机织复合材料的力学性能优良,可同时在经向和纬向获得很高的拉伸性能; 加入衬经纱可以大大提高经向的拉伸强度和模量, 加大纬纱密度可以大大提高纬向的拉伸强度和模量; 4 种不同结构3D 机织复合材料中以带衬经和衬纬的复合材料拉伸性能为最佳。      

三维编织复合材料的疲劳性能

研究了三维编织复合材料的疲劳性能和编织结构对疲劳性能的影响。进行了应力比为011 、实验频率为10 Hz 的拉2拉疲劳性能测试。结果表明, 三维编织复合材料的疲劳强度约为其抗拉强度的60 %～80 % , 比金属材料的疲劳强度的相对值高。编织角是影响三维编织结构复合材料疲劳性能的一个主要因素。随着编织角的增大, 疲劳过程中易出现各种损伤, 而且伴随明显的升温现象。编织角大的试件在疲劳实验过程中模量变化明显, 并且呈现逐渐升高的趋势, 这与金属材料的双模量变化规律不同。在疲劳次数为100 万次后, 试件的剩余强度高于静载拉伸强度, 这主要是由于在疲劳测试过程中, 试件内编织纱线的取向更接近受力方向所致。      

机织物复合材料纤维体积含量计算机图像测定

利用CCD 摄像机和专用A/ D 板采集的碳纤维织物增强的复合材料层合板截面图像检测碳纤维机织物增强复合材料的纤维体积含量。按照测定纤维体积含量的原理, 设计了几何法和阀值法的测试步骤。用Photo-shop 软件对所采集的图像进行数据处理分析, 获得了层合板的纤维体积含量值。对比分析表明, 检测结果与所采用复合材料的纤维体积含量标准值相符合。可以认为利用界面图像测定纤维体积含量的方法是可行的。      

立体多向编织结构对复合材料性能的影响

本文采用1×1,1×2和1×3三种不同的编织结构对轴向增强和非增强三维多向编织复合材料的性能进行了研究。对编织复合材料的拉伸强度、刚度和弯曲强度、刚度进行了实验分析。结果表明;三维编织复合材料具有良好的性能。编织结构对复合材料性能有较大的影响。纤维表面编织角和纤维体积比是影响复合材料性能的重要结构参数。通过轴向加入非编织增强纤维,使编织复合材料的拉伸强度和模量,弯曲强度和模量有了较大改善。      

高性能纤维编织绳应变测试方法研究进展

高性能纤维编织绳在应变测试中因加载困难,存在测量准确度较低的问题.从编织绳的结构特点和应用出发,结合织物应变性能的测试方法,介绍了适用于柔性织物材料的不同应变测试方法,包括以高伸长率箔应变片、导电线圈和导电高聚物等为应变采集装置的电测法,以及以数字图像相关(DIC)技术和光纤布拉格光栅(FBG)传感器为代表的光测法.从试验装置与试样的连接方式、测试范围和测量结果精度方面,对比分析了各方法的优越性.研究结果可为航空航天用高性能纤维编织绳的应变测试和表征提供参考.     

三维整体编织热塑性复合材料的研究

采用三维整体编织技术，将增强纤维与基体纤维混合编织成预制件，然后加压，加热成型，建立了制造这种热塑性复合材料的新方法，并研究了不同增强纤维含量对其拉伸性能的影响。