三维间隔织物复合材料的制备及拉伸性能研究

介绍三维间隔织物复合材料的制备方法,并采用Instron 5969型万能材料试验机对三维间隔织物复合材料的拉伸性能进行测试,重点分析间隔高度、经纬向等结构参数对三维间隔织物复合材料拉伸性能的影响。结果表明:三维间隔织物复合材料拉伸性能随间隔高度的增加而下降;纬向拉伸性能优于经向。     

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。     

三维间隔织物轻质复合材料的力学性能

将3D间隔织物与轻质聚氨酯相结合,制备出3D经编间隔织物复合材料。对不同基体密度与增强体规格的3D间隔织物复合材料进行三点弯曲测试,研究其结构参数对力与位移曲线的影响;并对其抗冲击性能进行评价,获取影响复合材料冲击防护性能的因素。结果表明：基体密度对三维间隔织物复合材料力学性能的影响十分显著,基体密度越大,3D经编间隔织物复合材料的弯曲应力和弯曲强度越大,抗弯曲能力也越强,而可塑性越差,柔韧性越差;冲击吸收的冲击力逐渐减少,导致复合材料的抗冲击恢复性越差。     

经编间隔织物增强聚氨酯复合材料弯曲性能

文章旨在研究经编间隔织物增强聚氨酯复合材料的弯曲性能。将3种不同表面结构的经编间隔织物作为增强元件与聚氨酯泡沫复合,并在聚氨酯泡沫中加入了两种类型微球制备复合材料。使用万能实验机对复合材料进行了弯曲性能测试,以研究经编间隔织物表面结构和微珠参数对聚氨酯基复合材料的弯曲性能的影响。通过实验结果可知,所制备的复合材料试样具有优异的弯曲性能,且其弯曲能量吸收能力受织物表面结构和微球种类的影响,可以通过改变结构参数来满足特定的最终使用要求。     

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。     

曲面三维横编间隔织物复合材料的压缩性能

为研究曲面三维横编间隔织物增强复合材料的压缩性能,为后续低速冲击及剩余强度的研究提供实验数据,制作了满足要求的试样。将三维横编间隔织物织成平面与曲面2种,再分别制成2组不同曲率的复合材料。将不同曲率增强复合材料置于电子万能材料试验机上测试其压缩性能,分组比较其载荷与位移的曲线关系。结果表明：在其他条件相同时,不论是平面间隔织物复合材料还是曲面间隔织物复合材料,横向压缩载荷峰值都明显高于纵向;同组复合材料随着织物样片曲率的增大,压缩载荷峰值也呈逐渐增大趋势。     

预定型弯曲柱纱三维机织间隔复合材料的压缩性能

为探究柱纱弯曲程度对三维机织间隔复合材料(3DWSC)压缩稳定性的影响,采用手糊成型工艺将环氧树脂与三维机织间隔织物进行复合,并在其固化成型前对材料进行压缩预定型,制备了4种不同厚度即4种柱纱弯曲程度的三维机织间隔复合材料。探究了柱纱弯曲程度对3DWSC平压性能、平压破坏模式及疲劳性能的影响。结果表明,随着柱纱弯曲程度的增大,3DWSC的平压强度先降低后提升,柱纱的破坏模式由脆性断裂和失稳逐渐转变为屈服破坏,3DWSC的疲劳性能下降。     

间隔织物面层组织对其增强板材性能的影响

设计织造平纹、方平、2/2斜纹和1/3斜纹4种不同面层组织的间隔织物,并在间隔织物的空间结构中填充聚氨酯泡沫,再用环氧树脂对其表面进行复合,加工制成机织间隔织物复合材料板材.对加工出来的4种间隔织物的复合板材进行压缩和弯曲试验,探讨4种不同的面层组织对间隔织物复合材料板材性能的影响.     

纱线连接的间隔织物三维几何模型的建立

分析了三维间隔织物的性能和结构特点,设计了纱线连接的间隔织物具体的建模思路和方法,并运用软件建立了其三维几何模型。分别建立下表面经纱、上表面经纱、间隔丝结构和纬纱结构的几何模型,再将其合并成完整的织物模型。模型设计与建模过程考虑了纱线的弯曲和交织关系等因素。模型具有纱线连接的三维间隔织物的结构特征,与真实织物相比具有很高的还原度。在该模型中改变部分参数可用于构建新的结构。模型可用于该类织物力学、热学及电磁等性能的仿真,还可用于优化三维间隔织物的结构。     

间隔织物的研制及其树脂增强复合材料压缩回弹性能的研究

根据间隔织物经向截面中地经纱、接结经纱与纬纱的交织规律,以及纬纱与支撑模具的引入顺序,设计出间隔织物上机图;利用海绵条作为间隔织物上下面层的支撑模具,成功在普通小样织机上织造出以纱线连接的“8”字形玻璃纤维间隔机织物;再利用树脂固化形成“8”字形间隔织物树脂增强复合材料,测试和分析其压缩回弹性能。结果表明：使用模具支撑法可在普通小样织机上织造出尺寸精确的三维间隔织物;与树脂的复合可赋予材料较好的压缩回弹性能。该方法为三维间隔织物样品的织造提供了参考。