以针织物为增强结构的复合材料

本文在比较了常用纺织结构复合材料的织物性能后,介绍了目前用作复合材料增强结构的针织物的种类、结构、性能、应用等。     

复合材料梁结构的成型及弯曲特性

三维立体编织是复合材料增强结构成型的一项十分有效的方法。本文介绍了一种新的编织技术，即利用角轮和拨叉装置控制载纱锭，使其在平面内以设定的路径和方式运动，达到立体编织的目的。由该技术编织工字形截面的纺织结构预制件，经树脂的注入和固化，使之成为梁状复合材料试样。弯曲测试结果表明：工字梁的断裂失效部位为压缩面；纤维体积含量和纤维取向角对梁的弯曲强度和弯曲模量有着不同的影响．     

三维机织结构的几何模型

根据三维机织结构中纱线系统的组成和相应纱线的几何形态,建立了具有普适意义的几何模型,获得了组成三维机织结构各纱线系统在一个结构单元内的纱线长度和取向角,进而计算出纤维体积分数。随后,选择了基于11种不同接结组织的三维机织复合材料试样,测试了试样的纤维体积分数,所得的测试结果与模型输出的预测值有很好的一致性。利用所建立的模型还定量讨论了接结组织对纤维体积分数和取向角的影响。结果表明:分层接结可以提供比正交接结高的纤维体积分数;而正交接结中接结经具有较大的取向,有利于增强三维机织复合材料在厚度方向上的力学性能。     

四步法矩形组合截面三维编织物的细观结构

采用控制体积法研究了以四步法编织矩形组合截面三维编织物的特殊细观结构。根据三维编织原理,得到编织物内各区域携纱器的运动规律。从中看出, 除了常规矩形截面三维编织物所具有的内部、棱(外) 角和表面区域外, 矩形交接区域的内部、内角和表面具有特殊的细观结构。分析了矩形组合截面三维编织物所特有的矩形交接区域以及交接内部、交接内角和交接表面的细观结构, 建立了这三个区域的单胞模型。结果表明, 交接区域的内部单胞外形为立方体, 交接区域的内角单胞外形为七棱柱体, 交接区域的表面单胞为五棱柱体。与常规矩形截面的单胞相比, 矩形组合截面在交接区域中, 纱线的空间形态和编织角均存在明显不同。