本文關(guān)鍵詞：芳綸三維機(jī)織物復(fù)合材料的制備與力學(xué)性能研究

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【摘要】：三維機(jī)織物復(fù)合材料具有較高的整體性和仿形性,且三維機(jī)織物可以在普通設(shè)備和稍加改造的普通設(shè)備上生產(chǎn),生產(chǎn)效率高,適于批量生產(chǎn),因此三維機(jī)織物復(fù)合材料在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用。但是,三維機(jī)織物結(jié)構(gòu)多樣而復(fù)雜,不同結(jié)構(gòu)的織物具有不同的力學(xué)性能,因此研究三維機(jī)織物的結(jié)構(gòu)與三維織物力學(xué)性能和三維織物復(fù)合材料力學(xué)性能的關(guān)系對(duì)三維機(jī)織物復(fù)合材料的發(fā)展具有重要意義。本文使用日本帝人產(chǎn)的Twaron纖維,織制了具有相同層數(shù)的三維正交組織織物、三維增強(qiáng)正交組織織物、三維角聯(lián)鎖組織織物、三維增強(qiáng)角聯(lián)鎖組織織物、三維多層平紋接結(jié)織物等,并對(duì)以上五種組織織物進(jìn)行了拉伸和彎曲試驗(yàn),分析了織物組織結(jié)構(gòu)和織物結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)織物力學(xué)性能的影響;將三維正交織物、三維角聯(lián)鎖、三維多層接結(jié)織物與樹脂復(fù)合制成三維機(jī)織物復(fù)合材料,并分別對(duì)其進(jìn)行拉伸、彎曲試驗(yàn),然后將結(jié)果與不同層數(shù)的層壓復(fù)合材料的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。研究結(jié)果表明:三維機(jī)織物中受力方向紗線交織排列狀態(tài)、伸直狀態(tài)和密度決定了織物及其復(fù)合材料的拉伸斷裂形式、拉伸斷裂強(qiáng)度及彎曲強(qiáng)度等,且一定紗線密度范圍內(nèi),主受力紗線的伸直狀態(tài)對(duì)拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的影響大于主受力紗線密度對(duì)拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的影響,受力方向紗線呈伸直狀態(tài),與力的方向夾角小,則材料拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度比較高,隨著主受力紗線密度的增大,材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度也越高。所以,相同織物層數(shù)條件下,多層平紋接結(jié)組織結(jié)構(gòu)材料的經(jīng)向拉伸強(qiáng)度高,而緯向拉伸強(qiáng)度低,正交Z向接結(jié)經(jīng)紗的增加會(huì)降低織物和其增強(qiáng)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度,但同時(shí)會(huì)提高彎曲強(qiáng)度,角聯(lián)鎖加入襯墊紗后使織物及復(fù)合材料的剛性和彎曲強(qiáng)度改善,同時(shí)使拉伸斷裂載荷變大,但是拉伸應(yīng)力和拉伸斷裂伸長(zhǎng)率變小;層壓復(fù)合材料中織物層數(shù)的增加使拉伸強(qiáng)度提高的主要原因是受力紗線密度增加了,但是層壓復(fù)合材料板在拉伸過(guò)程中易分層開裂;層壓板的增加可以提高材料的彎曲強(qiáng)度;厚度一定時(shí),織物最大斷裂載荷與織物面密度正相關(guān),與織物體積密度無(wú)關(guān);孔隙率相同條件下,主受力紗線的交織狀態(tài)、伸直狀態(tài)對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響大于織物面密度、復(fù)合材料面密度、體積密度、纖維體積含量等參數(shù)對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響;織物組織結(jié)構(gòu)相同時(shí),纖維體積分?jǐn)?shù)或纖維重量分?jǐn)?shù)大的復(fù)合材料,強(qiáng)度比較高;織物組織結(jié)構(gòu)不相同,但主受力紗線同處于伸直狀態(tài)時(shí),主受力紗線的纖維體積分?jǐn)?shù)大,則相應(yīng)的復(fù)合材料強(qiáng)度高。因此本文得出結(jié)論:正交結(jié)構(gòu)機(jī)織物復(fù)合材料的綜合強(qiáng)度最高,正交結(jié)構(gòu)最適合用作裝甲車輛和航天航空車體材料的織物組織結(jié)構(gòu),因此設(shè)計(jì)三維機(jī)織物時(shí),應(yīng)該使織物組織結(jié)構(gòu)在Z向有一定的接結(jié)紗,但含量不能過(guò)大;織物的經(jīng)、緯向纖維體積含量一致,則相應(yīng)的復(fù)合材料的各向異性減小;織物組織設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該盡量減小主要載荷承擔(dān)紗的屈曲程度;織物設(shè)計(jì)中,厚度一定時(shí),應(yīng)提高織物的面密度,增加復(fù)合材料的斷裂強(qiáng)度。
【學(xué)位授予單位】：中原工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB332

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1 ;力學(xué)性能二級(jí)人員取證復(fù)習(xí)參考題(之一)解答[J];理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè));1997年12期

2 ;力學(xué)性能二級(jí)人員取證復(fù)習(xí)參考題(之三)解答[J];理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè));1998年04期

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4 潘葉金;電弧熔鑄的Nb-18Si-5Mo-5Hf-2C復(fù)合材料的力學(xué)性能[J];中國(guó)鉬業(yè);2003年03期

5 張美忠,李賀軍,李克智;三維編織復(fù)合材料的力學(xué)性能研究現(xiàn)狀[J];材料工程;2004年02期

6 游宇,周新貴;三維編織復(fù)合材料的力學(xué)性能[J];纖維復(fù)合材料;2004年04期

7 羅文波;唐欣;譚江華;趙榮國(guó);;流變材料長(zhǎng)期力學(xué)性能加速表征的若干進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2007年07期

8 嚴(yán)振宇;徐強(qiáng);朱時(shí)珍;劉穎;;Sm_2Zr_2O_7-ZrB_2/SiC復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能研究[J];稀有金屬材料與工程;2011年S1期

9 瞿欣;孫汝n，

本文編號(hào)：1235756