三維整體空心機織物復(fù)合材料的研制及其性能研究.pdf

1、與普通三維機織物體積相當(dāng)?shù)那闆r下，三維整體空心機織物具有更輕的質(zhì)量；與一般的空心結(jié)構(gòu)相比，三維整體空心機織物表現(xiàn)出優(yōu)異的結(jié)構(gòu)整體性，避免了普通空心結(jié)構(gòu)層間粘接不牢、易脫層的缺點?；谶@兩大優(yōu)勢，三維整體空心機織物復(fù)合材料的性能/質(zhì)量比將大大提高，是未來材料發(fā)展的一大趨勢。研究與開發(fā)空心結(jié)構(gòu)紡織復(fù)合材料已成為復(fù)合材料發(fā)展的實際需要并已成為國外發(fā)達國家研究與發(fā)展的重點之一。 本文采取理論與實際相結(jié)合的方式，設(shè)計了多種經(jīng)向截面為六邊形

2、的三維整體空心機織物結(jié)構(gòu)，分析了其結(jié)構(gòu)特點。通過實際制織多種三維整體空心機織物及其復(fù)合材料并進行復(fù)合材料準靜態(tài)、落錘沖擊、落錘沖擊后的壓縮性能測試，獲得了如下結(jié)論： 影響三維整體空心機織物復(fù)合材料準靜態(tài)沖擊時能量吸收性能的因素主要包括織物結(jié)構(gòu)；纖維原料；纖維體積含量以及試樣厚度。當(dāng)采用相同的纖維原料而織物結(jié)構(gòu)不同時，其能量吸收性能主要織物結(jié)構(gòu)內(nèi)六邊形的面板長度B、接結(jié)長度A、D處接結(jié)方式以及C處匯合方式?jīng)Q定；當(dāng)采用相同的織物結(jié)構(gòu)

3、而纖維原料不同時，纖維原料的拉伸強度越大、拉伸模量越小，能量吸收性能越好，纖維的斷裂伸長率越大，其能量峰值較大；纖維體積含量對能量吸收性能影響較小，當(dāng)試樣的纖維體積含量在較大的范圍內(nèi)波動時，試樣的單位厚度總吸收能量在很小的范圍內(nèi)波動：試樣厚度對單位纖維體積含量總吸收能量有一定的影響。 影響三維整體空心機織物復(fù)合材料落錘沖擊時能量吸收性能的因素同樣包括織物結(jié)構(gòu)；纖維原料；纖維體積含量以及試樣厚度。當(dāng)采用相同的纖維原料而織物結(jié)構(gòu)不同

4、時，織物結(jié)構(gòu)的空心效果越明顯，復(fù)合材料單位總吸收能量越少；當(dāng)采用相同的織物結(jié)構(gòu)而纖維原料不同時，在其他因素相同或相近的前提下，纖維的拉伸強度越大，拉伸模量越小，復(fù)合材料能量吸收性能越好；纖維體積含量與復(fù)合材料單位厚度總吸收能量存在近似二次方的關(guān)系；試樣厚度變化較大時，厚度對其能量吸收性能影響較大，隨著厚度的增加，其單位纖維體積含量總吸收能量增加。 對三維整體空心機織物復(fù)合材料進行沖擊后的壓縮性能測試，結(jié)果表明：當(dāng)采用相同的纖維原