制备三维机织热塑复合材料新工艺的探讨

为了解决三维机织热塑复合材料中三维机织预型件的织造和热塑基体浸入预型件这两大难题，开发了制备三维机织热塑复合材料的新工艺，即微编纱的编织——用微编纱织造三维机织预型件——复合固化成型。该工艺的创新点是利用微编纱来织造三维机织预型件，然后复合成型。对微编纱的性能做了基本的介绍，主要探讨了三维机织预型件的织造及复合成型工艺，这为日后三维机织热塑复合材料的生产加工开辟了一条新的途径。     

织造三维机织预型件新型纱线的研制

对织造三维机织预型件的新型纱线进行了开发，并研制了两种纱线。对其加工原理进行了阐述，而且设计和选定了纱线的工艺参数，为日后三维机织热塑复合材料的生产加工开辟了一条新的途径。     

三维机织热塑复合材料的制作与性能

设计了一种以包芯编带纱为中间体制作三维机织热塑复合材料的方法。对复合材料的空隙率、拉伸、弯曲性能进行了实验和分析。研究表明,包芯编带纱既能满足热塑树脂的均匀渗透,又具有良好的三维织造性能;三维机织热塑复合材料的刚度较低,预拉伸工艺可以显著提高复合材料的拉伸刚度和弯曲刚度。     

三维机织预型件的织造技术

纺织复合材料预型件的生产工艺有多种,其生产路径主要由最终用途决定。三维机织物是通过对传统织造原理改进加工而成的。二维机织复合材料是一种由二维织物构成的层合材料,而三维机织复合材料是复杂几何结构的整体构件。三维机织复合材料预型件有许多优点,最重要的优点是它避免了二维层合材料的分层现象。介绍了三维机织预型件的织造方法,为纺织复合材料的开发提供了有益的借鉴。     

三维机织热塑复合材料的弯曲性能测试与分析

对三维机织热塑复合材料的弯曲性能进行了测试和分析。研究结果表明,三维机织热塑复合材料预型件的结构(纱线的直径、三维机织物的结构)、预型件的预拉伸工艺(经纱和接结经的伸直程度)、复合成型工艺(成型压力)都对复合材料的弯曲性能有一定的影响。     

传统织机上纤维增强复合材料三维预型件的织造

本文介绍传统织机织制纤维增强复合材料三维预型件的织造原理、方法及步骤。只要将平面的二维织物从织机上取下并打开就是我们想要的三维预型件     

三维机织预型件织物设计及其织造的探讨

主要探讨了三维机织预型件的结构设计、织造参数及织造过程,并总结和讨论了三维机织预型件试织 过程中出现的问题及解决的办法,为三维机织预型件的机械化及大规模生产提供一定的理论和生产 依据。     

三维板状机织预成形件的设计与试织

讨论了三维板状机织预成形件的结构设计、工艺设计与织造方法，介绍了对1511S型织机进行设备改造的情况及织物加工生产的主要工艺技术条件，对经向纱线张力的控制及三维板状机织预成形件布边组织设计等问题进行了探讨。认为对1511S型织机进行改造用来生产三维板状机织预成形件是可行的。     

几种三维管状预成形件的设计与织造

随着高性能纤维生产技术的进步和纺织加工技术的进一步发展 ,三维纺织复合材料日益显示出巨大的应用潜力。三维纺织复合材料一般以三维立体织物为增强相 ,树脂、陶瓷等为基体复合而成。由于复合之后一般不再进行加工 ,故又称为三维纺织预成形件。它所具有的整体化纤维增强结构 ,赋予复合材料极佳的层间剪切强度、极好的抗冲击损伤性、适宜的韧性和较高的比强度、比模量三维纺织预成形件的生产方法有机织法、针织法、编织法等。三维机织预成形件在三维纺织复合材料中占有相当的比重 ,这是由于可利用三维机织增强构件的可设计性 ,采用传统的机…     

多层接结三维机织物的结构设计和织造工艺探讨

复合材料的性能与其增强结构有关,本文对多层接结三维机织物的结构特征、结构设计、组织设计和织造工艺进行了探讨,为三维机织预型件生产提供一定的理论和生产依据。     

用于热塑复合材料的混合纱织造性能

研究了由玻璃纤维和丙纶纤维组成的包芯编带纱、摩擦纺纱、空心锭子包缠纱以及玻璃纤维纱的织造性能。在设计的实验条件下,经过100次摩擦后,包芯编带纱表面只出现少许毛羽,纱线强力基本没有变化;摩擦纺纱的包覆纤维被完全剥离,纱线强力下降60%;空心锭子包缠纱在摩擦70次左右发生断裂;玻璃纤维纱产生大量的断丝,强力下降52%。三维织造实验表明,包芯编带纱具有优良的可织造性能,而上述其它的纱线难以进行织造加工,特别是难以织造高密织物和三维织物。     

基于气缸的三维机织增强体织造系统设计

为在经纱方向引入贯穿织物厚度的接结纱从而提升机织增强复合材料层间性能,以三维正交无卷曲机织增强体为对象,设计了一种窄幅三维机织织造系统。采用气缸作为开口、引纬和打纬的主要驱动部件,实现多重综框的独立开口运动与管状多剑杆机构的多层梭口同时引纬运动,并在可编程控制器上实现各机构协调运作,使经纬纱垂直平铺,接结纱与纬纱交织并贯穿织物起到层间约束作用。通过显微镜观察三维机织增强复合材料各个切面(分别沿经纱、纬纱和接结纱),并测量纱线卷曲度、横截面积、组织单元尺寸等关键几何参数。测量结果表明,这种三维机织系统可实现三维正交无卷曲机织增强体的织造。     

弹力织物中弹力纤维含量的计算

通过公式推导 ,得出弹力纱及弹力机织物中弹力丝纤维含量的计算公式 ,包括号数制和公制支数制。结果表明 ,织物中弹力纤维含量与弹力纱的弹力纤维含量和弹力纱在织物中的排列密度有关 ,与此同时 ,还受到不同种类纤维回潮的影响。公式在弹力织物设计生产以及成本核算中具有很好的应用价值     

三维正交机织复合材料的冲后压缩性能

为揭示纱线张力对三维机织复合材料抗冲击及冲后压缩性能的影响规律,基于多剑杆织造工艺,配置不同接结纱张力(25、50、100 cN)织造三维正交机织物,通过真空辅助树脂传递模塑成型工艺制备复合材料,并在室温下进行低速冲击及冲后压缩性能测试。结果表明：当接结纱张力为100 cN时,试样在冲击载荷下发生表层树脂大面积破裂和剥离并使纬纱失去支撑,同时,试样表层纬纱发生较大卷曲,促使压缩载荷发生屈曲失效;接结纱张力为100 cN试样的压缩性能相比接结纱张力为25 cN试样下降约50%;接结纱张力较高时易导致纬纱卷曲增大和树脂富集,并由此降低试样的弯曲刚度和冲后压缩性能。     

The effect of the through-thickness yarn component on the in- and out-of-plane properties of composites from 3D orthogonal woven preforms

Development of three-dimensional (3D) weaving technology introduced new and enhanced features to the 2D weaving technology. 3D Orthogonal Woven (3DOW) preforms have a through-thickness yarn component that significantly enhances the out-of-plane properties and delamination resistance. In this study, a range of 3DOW E-glass preforms were woven using 3D weaving technology and then converted into composites, using vacuum assisted resin transfer molding technology. The composite samples had varying Z to Y-yarn/ layer ratio, the objective is to study the effect of changing the Z to Y-yarn/ layer ratio on the in-plane and out-of-plane mechanical properties. The study concludes that changing the amount of Z-yarn in the structure has negligible effect on the tensile (in-plane), yet, it has a significant effect on the drop weight impact properties (out-of-plane). Moreover, it had a strong effect on the failure mechanisms, and as the amount of Z-yarn is reduced, delamination became more significant.     

Multiaxis three‐dimensional circular woven preforms – “radial crossing weaving” and “radial in–out weaving”: preliminary investigation of feasibility of weaving and methods

The aim of the study is to develop new preform structures and processes to use in the technical textile and composite industries. Multiaxis and orthogonal three‐dimensional (3D) circular woven preforms and weaving methods have been developed. The multiaxis structure has five yarn sets as (±)bias, axial, circumferential, and radial yarns whereas the orthogonal structure has three yarn sets, axial, circumferential, and radial yarns. Two weaving methods, radial crossing and radial in–out weaving were introduced to form the structures. An experimental rig was constructed to evaluate the methods. Basic process and structure parameters have been identified. The preliminary studies showed that the multiaxis 3D circular woven preforms and methods seemed feasible.     

无机非金属纤维制品的结构及其应用

总结无机非金属纤维的性能、无机非金属纤维制品的结构及其对复合材料的影响。对无机非金属纤维制品进行了分类,且将无机非金属纤维纺织制品分为三维机织物、三维编织物,对典型结构纺织制品进行了结构、工艺和成形方面的分析。认为在对无机非金属纤维纱线进行织造时要充分考虑纤维刚度大、弹性差、断裂伸长小和脆断裂的特点,需对某些机构进行改进并适当调整织造工艺,在设计无机非金属纤维制品的结构时要充分考虑三维织物中纱线弯曲对织物最终性能的影响,在复合材料成形时,三维编织结构是一种不稳定结构,2.5D结构是一种稳定结构。提出了对无机非金属纤维经纱进行上浆的必要性。     

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。