3D立体机织物及其复合材料

介绍了3D立体机织物的机织结构、织造技术及复合材料的研制与开发进程,对最近发展起来的空芯夹芯结构预制件、近形3D机织预制件的特点和用途作了较为具体的说明,并从3D机织增强复合材料的性能特点方面阐述了这类材料广泛的应用领域。     

三维织物的编织技术

本文简要介绍了三维编织技术的发展、特点和三维编织物的性能,三维管状编织物的编织过程。     

三维织物复合材料在运动护具上的应用前景

以三维织物为基材的增强复合材料在航天、军事等领域发挥着重大作用,但是,它在体育运动领域的应用研究和发展相对滞后。从三维织物复合材料结构的合理性、织造技术的多样性和复合固化技术的先进性,说明三维织物复合材料具有力学性能优异、抗冲击性好、强度高和重量轻等特点,在织物结构和高性能纤维运用及织造制备方法上具有很大的优势;介绍三维织物复合材料在运动型护具、技击性运动护具和抗冲击性运动服装上的应用前景,新型运动护具在运动中能更好地保护运动员,随着三维织物复合材料在运动上的广泛应用,将会对体育运动的发展产生深远影响。     

新型三维纺织复合材料预制件织造方法的探讨

简要叙述了三维机织与编织的织造方法,纯三维机织织物强度低,纤维体积含量较小;而纯编织织物虽然轴向力学性能优良,但层间剪切强度及横向的力学性能较差。为克服这两者的缺点而探索一种新的织造方法,即机织与编织结合的方法,对这种新方法做了初步的实验研究,以期推动纺织复合材料这门学科不断向前发展。     

三维机织复合材料的研制

本对１型梁、Ｔ型梁、峰窝状板材等三维机织复合材料构件的工艺进行了探讨，并对产品的性能做了测试分析，并对复合材料制作过程中的技术问题也作了讨论。     

三维机织间隔织物复合材料的设计和织造

根据三维机织间隔复合材料的结构特点,实验在织造间隔层和表面层时分别采取定长送经和定张力送经的方式,采用机械摩擦送经辊的装置,用手糊工艺的方法复合树脂基体.文章提出一种W形的经纱运动轨迹图,即在表面形成对应交错的W形,两个表面层之间的间隔纱线则由经纱上下交织而成.     

利用立体机织结构开发保暖织物的尝试

借鉴现今保暖内衣的针织结构，在机织物中引进“结构型保暖模式”的概念，提出运用表里交换和接结双层组织开发一次成型的立体夹层式的保暖机织物的思路。通过不断的尝试和改进，证明了夹层式机织保暖结构的可行性，同时根据保暖的原则，对此类织物的开发进行了相应的总结。     

PAN基碳纤维织物的薄层复合材料性能的研究

建立织物薄层复合材料的简化力学模型,从理论上研究了织物对材料性能的影响;并通过对常见的几种PAN基碳纤维织物(平纹、斜纹、双层、经二重组织)所构成的薄层复合材料的性能测试,得出了织物对薄层复合材料性能影响的一些规律。     

二步法三维编织物仿真模型

为给二步法编织物的微观结构和相关力学性能分析提供基础模型,以二步法矩形三维编织物为例,在分析编织运动规律和纱线屈曲形态的基础上,将数学计算与图解法相结合,寻找编织物内交叉2根纱线间距离最小处.以压紧状态下交叉2根纱线相互接触却不相互干涉为条件,确定了编织物最小节长.以纱线在编织物内部呈直线、在编织物表面呈椭圆弧为中心路...     

基于数字单元法的三维正交织物微观几何结构建模

为了反映织物内部纱线的空间构型和微观几何结构,针对在织物建模过程中,因忽略纤维间的相互作用而引起的纱线截面形状变化的问题,基于数字单元法理论,提出了一种计算纤维间摩擦力的方法。通过纱线纤维化离散,用数值模拟和仿真方法模拟三维正交织物成型过程,建立了5种精度递进的微观几何结构数值模型。5种模型中的每根纱线分别由4、7、12、19和37根数字纤维表征。研究结果表明:随着纱线纤维化离散程度的提高,仿真时间延长,织物厚度减小,纤维体积分数增大,节点平均作用力下降速度变缓,势能变小;当每根纱线由19根数字纤维组成时,所建织物的微观几何结构数值模型与真实织物样本在显微镜下的内部切片图像较为吻合。     

三维正交机织物织造及复合材料成型工艺研究

详细阐述三维正交机织物的结构特征、织造原理及织造工艺,以三维正交机织物为增强体、环氧树脂为基体,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺成型,制成复合材料,并分析其内部结构。结果表明:由普通织机改造的多综眼多剑杆织机可以织造三维正交机织物,成型后复合材料内的纱线形状和位置未发生明显变化,树脂较好地渗透到织物内部,复合材料具有较高的纤维体积分数。研究结果为进一步研究三维正交机织复合材料的力学性能及应用奠定了基础。     

三维编织复合材料拉伸与弯曲声发射特征分析

论述了声发射技术在三维编织复合材料拉伸和弯曲过程中的应用以及试验方法,描述了三维编织复合材料拉伸与弯曲过程中声发射的特征。拉伸试验结果表明:编织角小的试件,其应力应变曲线基本为直线,损伤为脆性特征;编织角大的试件,应力应变曲线表现出双线性,各自呈现出脆性破坏特征。弯曲试验表明:小编织角复合材料的载荷挠度曲线保持线性关系;大编织角复合材料的载荷挠度曲线是非线性关系。     

中空型三维机织物的制织及拉伸性能的测试

用实验室小样织机,配合适当的接结组织．制织了具有不同截面的三维空心机织物。测试和分析了这种织物的拉伸性能。     

用于圆角矩形三维织物的织机改造设计

为了解决普通织机难以织造圆角矩形织物圆角部分的织造难题,本文主要介绍了一种圆角矩形三维机织物自动织机,该织机在普通织机基础上设计了单纱独立送经装置、自动寻找梭口引纬装置、夹板夹取织物卷取装置等,有效地解决了普通织机难以织造圆角矩形织物圆角部分的织造难题。织机的控制系统以PLC为核心,控制整机的运行状态;同时与触摸屏进行通讯,将整机运行数据以动态图的形式显示,并接受触摸屏给定的工艺参数来控制执行元件,实现了操作人员与自动编织机的“人机对话”功能。     

用于复合材料的针织间隔织物的开发

描述了在横机上开发两种间隔物的方法.织物有两睂外层,用U形或V形交连结构连接而成,主要应用领域为轻质复合材料.     

Modelling and simulation of 3D orthogonal fabrics for composite applications

The present paper focuses on geometric and micromechanical modelling of 3D orthogonal fabrics for composite applications and employs meso-finite element (FE) modelling for it. FE modelling of textile composites is a powerful tool for the homogenisation of mechanical properties, study of stress–strain fields inside the unit cell, determination of damage initiation conditions and sites and simulation of damage development and associated deterioration of the homogenised mechanical properties of the composite. Meso-FE can be considered as a part of the micro-meso–macro-multi-level modelling process, with micromodels (fibres in the matrix) providing material properties for homogenised impregnated yarns and fibrous plies, and macromodel (structural analysis) using results of meso-homogenisation.     

复合材料用三维机织物成型性的研究进展

用于承力的异型复合材料结构件的纤维增强体逐渐由二维铺层结构发展到整体性好的三维织物,为深入研究这类机织物的近净成形技术,介绍了三维机织物在复合模具作用下成型为异型结构件的机制。基于二维机织物成型性的4种性能评价方法,即织物的剪切性能、悬垂性、半球成型性和弯曲成型性,分析了机织物在形成三维曲面过程中发生的受力和变形情况。从评价三维机织物成型性的角度,对比分析了4种性能评价的原理和应用范围,指出了各自的片面性,以期为今后建立三维机织物近净成形的成型性评价方法提供参考。