多轴向经编复合材料预制件的几何模型

为更好地了解复杂多轴向经编复合材料预制件的细观结构,在对多轴向经编复合材料预制件结构特征进行研究的基础上,通过合理假设,从细观几何角度出发,建立了带有短切毡的多轴向经编复合材料预制件单元结构模型.利用这个模型推导几何结构特征参数和加工工艺参数之间的关系,得出多轴向经编复合材料预制件理论纤维体积分数公式.以不同规格的多轴...     

LCM中碳纤维织物结构对横向渗透性的影响

为研究液体模塑成型加工过程中,树脂流体在厚型织物预型件厚度方向的横向流动渗透情况,采用基于超声波传感监测技术的3D渗透率测试装置,对厚型结构织物增强体内部流动渗透情况进行实验研究。结果表明：不同结构的斜纹、双轴向、单向的碳纤维织物内部流动行为和渗透性差异显著。相同结构中,面密度小而层数的增加会对流动通道产生更多阻碍作用而降低横向渗透性。低的纤维体积分数时,双轴向织物较斜纹织物厚度方向上的渗透率低;而在紧密织物结构中,双轴向比斜纹织物的渗透率要高。单向织物中面内层内流动容易,而厚度方向的渗透率非常低,相比其他两种结构的要低1-2个数量级。     

经编复合材料在风能发电中的应用

 通过对风力发电资源的评估及风力发电成本的预测,说明了我国风力发电的应用前景及潜力。风力发电的关键部件是风力发电机叶片。从风力发电机叶片的优点、使用寿命、结构、铺层方法与可靠性等角度进行分析,阐述了经编轴向织物作为大型风力发电机复合材料叶片的增强体比机织物更加具有优势。从国情出发,指出了日益发展的离网型小型风力发电叶片是以后经编轴向织物在风力发电应用的发展方向之一。不论是大型风力发电机叶片,还是小型离网风力发电机叶片,经编轴向织物是风力发电机叶片复合材料增强体最佳选择。     

多轴向经编增强材料的拉伸性能

为优化企业实际生产中的织物结构参数,提高织物的拉伸强力提供参考依据,采用电子织物强力仪对多轴向经编针织物进行0°、90°、±45°方向上拉伸性能的测试研究,以探明织物的面密度、各层衬纱的面密度、层数、铺层顺序、纱线的线密度、机号、筘密以及线圈长度等结构工艺参数对织物拉伸性能的影响.结果表明:织物面密度是影响其断裂强力的...     

经编多轴向铺层织物

平面织物增强结构以其易处理特性在复合材料构件的生产中获得了广泛的应用,但是,与占市场份额绝大部分的传统织物相比,经编多轴向铺层织物作为一种新的增强结构,可以提供更优良的物理机械性能,并能够根据使用负载要求进行结构最优设计调整和高效处理,而且采用这种结构可以直接获得优异的性能,而在以前需要经过复杂的单向热压预浸渍工序才能获得这种性能。     

多轴向经编增强材料的拉伸性能

为优化企业实际生产中的织物结构参数,提高织物的拉伸强力提供参考依据,采用电子织物强力仪对多轴向经编针织物进行0°、90°、±45°方向上拉伸性能的测试研究,以探明织物的面密度、各层衬纱的面密度、层数、铺层顺序、纱线的线密度、机号、筘密以及线圈长度等结构工艺参数对织物拉伸性能的影响。结果表明:织物面密度是影响其断裂强力的主要因素,随不同方向纱线层面密度的增加,其断裂强力也增加;在织物纱线层具有相同面密度的条件下,织物铺层层数越多,每层纱线层的断裂强力会降低;机号越高,线圈长度越小,织物越紧密,织物的断裂强力就越大。     

经编复合材料的市场现状与发展趋势

介绍了经编复合材料的结构、生产设备与使用材料,经编复合材料用织物的主要类型和性能以及经编复合材料的现状与发展。其中,织物类型主要有单轴向经编织物、双轴向经编织物和多轴向经编织物。与传统梭织物相比,经编轴向织物不存在纱线屈曲,且完全平行伸直排列,各层取向度高,纱线的拉伸强度和模量能够得到最佳利用,且织物具有良好的铺覆性和预成型性,适合加工各种复杂形状的物体。     

涤纶四轴向经编织物开发

介绍在利巴Copentra Multi-axial型多轴向经编机上,使用涤纶高强工业丝和涤纶DTY编织四轴向经编针织物的工艺,包括设备参数、原料选择、整经工艺、铺层工艺、上机编织工艺等。并对面料参数和性能进行测试,结果表明该织物具有良好的各向增强特性,适合制作柔性膜结构复合材料的增强体。     

多轴向经编织物的防刺性能

 为了研究多轴向经编织物的防刺性能,实验选用了不同规格的多轴向经编织物进行准静态防刺性能测试,通过对实验结果的分析研究了多轴向经编织物的结构参数对防刺性能的影响,以及多轴向经编织物的防刺特性;并且通过SEM观察多轴向经编织物在穿刺时织物断裂口纤维的截面形貌,分析了多轴向经编织物在防刺过程中的能量吸收机理。结果表明织物的体积质量与最大穿刺力存在正相关关系,体积质量增加,织物的最大穿刺力增大;而且提高经编多轴向织物的表面紧密度,有利于提高织物的防刺性能。在多轴向经编织物中使用较细的纱线编织而成的四轴向织物的防刺性能最佳,能够很好地吸收穿刺能量,抵抗刀刃切割。     

STF针织复合防刺层的性能优化探讨

以采用超高分子量聚乙烯纤维制作的抗剪切增稠针织物(STF)、纬平针织物和聚丙烯非织造织物复合而成的防刺层为研究对象,从织物的铺层角度和复合比例出发,探讨优化STF针织复合防刺层的防刺性能的方法。实验结果表明,STF织物层和纬平针织物层间的铺层角度均为135°时,抗穿刺性能最强;STF织物、非织造织物和纬平针织物的层数比例依次为1∶3∶2时,STF针织复合防刺层的综合性能最佳。     

In-plane permeability prediction model for non-crimp and 3D orthogonal fabrics

Permeability reflects the ease of flow inside a composite fabric. A predictive model has been developed to estimate the unidirectional permeability in both, the warp and weft directions, for a family of non-crimped and 3D orthogonal fabrics. The model is based on an analytical solution derived from previous studies, in which the microscopic permeability of unidirectional fiber bundles is estimated. The implementation of this model requires basic geometrical parameters of the fabric architecture. Those parameters include the dimension of the mesopores and architecture of the fiber bundles, which are determined from pictures taken for the fabric and from the textile data sheet. In addition, the average volume of mesopores and fiber bundles are calculated for different fiber volume fractions in the warp and weft directions. The model evaluates two contributions; the first one deals with the flow inside and in between the tows, while the second one figures out the flow deviations arising from the stitching yarns. The model uses effective radius and fiber volume fraction to evaluate permeability for the two flow contributions mentioned above. An experimental investigation validates the predictive model for five different fabrics and three different fiber volume fractions. Good agreement is found.     

玻璃纤维织物在剪切变形作用下的渗透率

为研究织物剪切变形对纤维增强材料渗透行为的影响,采用真空导入模塑工艺测试玻璃纤维织物预成型体的表观渗透率。结果表明：剪切变形降低了预成型体的渗透率;对于斜纹织物,不同的剪切方向使纤维增强材料的渗透率呈现一定的差异,在剪切角为10°时,异向剪切的渗透率较同向剪切高出约26%;对于不同织物组织,剪切 变形下的渗透率差异显著;一般情况下,随着剪切角的增大纤维增强材料的渗透率逐渐下降,当织物剪切30°后,其渗透率平均下降约50%,但平纹织物在剪切角为10°时,渗透率却略有上升;剪切变形引起了织物整体渗透行为的改变,流动前峰的形状由一条平行于纬纱的直线逐渐变化成倾斜的直线。     

吸湿快干型凉爽织物的开发及性能研究

以云母/竹浆纤维的混纺纱作为原料,以织物热舒适性和纤维导湿理论为依据,设计并开发了平纹、花式透孔、斜纹和麦粒4种组织结构的吸湿快干型凉爽织物。同时对这4种组织织物的基本服用性能和吸湿快干凉爽性能进行测试,分析得出开发的4种织物均具有吸湿快干的凉爽性能,其中麦粒组织为吸湿快干凉爽性能最佳的织物。     

涤纶多轴向经编织物增强柔性复合材料拉伸性能的研究

研究以涤纶经编多轴向织物为基布、表面复合聚氯乙烯压延薄膜制成的新型可作膜结构材料使用的织物增强柔性复合材料的拉伸性能。分析测试结果和图像,并与传统双轴向涂层织物对比,总结该柔性复合材料的优缺点。     

碳纤维多轴向经编复合材料的应用与发展

本文阐述了碳纤维多轴向经编织物及其复合材料的发展及生产状况;说明了碳纤维多轴向经编织物的结构、国外相关织造设备的特点以及国内碳纤维多轴向经编机的研发进展;介绍了碳纤维多轴向经编复合材料在航空航天领域、能源开发领域、汽车制造领域的应用现状以及在该领域内最新产品的生产情况;分析总结了碳纤维原料生产和碳纤维多轴向经编复合材料产业链中存在的问题,根据行业现状对我国碳纤维多轴向经编复合材料的未来发展提出设想并进行展望。     

Fatigue failure characterization of multi-axial warp-knitted composites under cyclic uniaxial tensile loading

In this work, the fatigue failure mechanisms of quadri- and tri-axial warp-knitted fabric composites (QWFC and TWFC) were investigated. A series of quasi-static state tensile tests and cyclic loading experiments were carried out, and the morphology of fatigue failure was visualized by optical and scanning electron microscopes (SEM). The results showed that while the failures of QWFC and TWFC were similar with X-shape morphology, QWFC had longer fatigue life than TWFC. The SEM images illustrated that the matrix of QWFC was not uniform, and contained cracks with scaly appearance, in addition to small amount of fiber curls. Moreover, the fracture surface was flat and layered. In contrast, the matrix of TWFC had propagation of cracks along ±45° direction; its fracture surface had sphere ‘budding yeast-like’ appearance. The wrap-knitted fabric contained increased numbers of layers in the composites, thereby had longer fatigue life.     

玻璃纤维/碳纤维织物基复合材料的电磁屏蔽性能

为增强碳纤维织物复合材料对电磁波的阻抗匹配性,减少二次反射,采用玻璃纤维调控碳纤维织物组织结构,并将其与水性聚氨酯复合,设计并制备了5种玻璃纤维/碳纤维(G/C)织物复合材料。借助超景深显微镜、矢量网络分析仪、模拟日光氙灯光源系统、红外热成像仪对G/C织物复合材料的形貌结构、电磁屏蔽性能、介电性能以及光热转化性能进行表征和分析。结果表明：在12.1 GHz下,纬纱采用2根玻璃纤维和单根碳纤维交替排列织造的G/C织物复合材料的屏蔽效能高达38.7 dB;G/C织物复合材料的组织结构变化可有效调控多种介电极化弛豫机制;G/C织物复合材料表面温度在模拟日光氙灯光源照射下响应速度快,其中玻璃纤维和碳纤维单根交替排列的G/C织物复合材料在2 kW/m²光照强度下照射300 s时,其表面温度可达71.8℃。     

轴向经编针织物的设计与仿真

为了解决轴向经编针织物计算机辅助设计方面的不足并且最终实现其快速设计,本文针对轴向经编针织物的CAD设计与仿真功能进行了研究。在深入了解轴向经编针织物生产工艺的基础上,采用实验的方法测量了织物结构的尺寸,建立了轴向经编针织物的CAD设计模型,其中包括地组织模型和铺纬组织模型;重点研究并建立了轴向经编针织物的纱线与线圈的二维仿真模型,以及玻璃纤维衬纱、线圈的三维仿真模型;以Visual C++ 为开发工具,并且结合OpenGL（Open Graphics Library）图形库,最终在WKCAD4.0系统中实现了轴向经编针织物的CAD设计与仿真功能。