纺织复合材料纤维预制体力学性能测试方法研究进展

纺织复合材料具有质量轻、强度高，可设计性强等诸多优势，在航空航天领域得到广泛应用。纺织预制体的纤维结构对复合材料的最终力学性能有着决定性影响。然而，预制体的纤维结构在织造过程中不可避免地会发生宏观尺寸和微细观结构的变形，甚至产生褶皱缺陷。纺织预制体作为一种柔性骨架，其变形机制十分复杂。采用试验测试来表征预制体的力学变形特性是最直接、最有效的方法，也是建立理论和数值分析模型的基础。本文对纺织复合材料预制体的拉伸、压缩、弯曲、剪切和成型试验等测试方法进行了综述，讨论了不同测试方法的优缺点及适用条件，对后续的研究工作进行了展望。本研究将为预制体力学测试技术的改进、测试标准的建立和成型过程中的准确控形提供理论指导，对纺织复合材料的结构设计和工程应用起到推动作用。     

碳纤维3D机织预制体弯曲性能

异形结构复合材料构件成型过程中，其内部纤维预制体往往发生显著的宏观变形。预制体的弯曲性能对褶皱缺陷的形成和演化有着决定性影响。采用三点弯曲法对碳纤维3D机织预制体进行了测试，利用Micro-CT技术研究了预制体的微细观变形机制，分析了经纱密度和纬纱密度对预制体弯曲性能的影响规律。结果发现：3D机织预制体的临界弯曲能量随着组织点密度的增加大致呈线性增大的趋势。预制体弯曲变形主要由经纱屈曲度变化、局部压缩屈曲和经纬纱层间滑移等微细观变形构成。