為實現(xiàn)航天結(jié)構(gòu)制件內(nèi)部損傷的全面監(jiān)測,基于碳納米管紗線扭電能特征的發(fā)現(xiàn),提出了航天結(jié)構(gòu)制件內(nèi)部損傷實時監(jiān)測新方法。采用三維六向編織技術(shù)將碳納米管紗線嵌入到航天復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制件中,構(gòu)建了新型的智能三維復(fù)合材料;證明了制件內(nèi)部產(chǎn)生損傷時,內(nèi)部的碳納米管紗線捻度發(fā)生變化可產(chǎn)生扭電能;采用主成分分析和損傷指數(shù)理論對碳納米管紗線的扭電能數(shù)據(jù)進行分析。結(jié)果表明:三維編織復(fù)合材料試件內(nèi)部的樹脂斷裂、孔洞和試件的微小裂紋可引起扭電能的變化,碳納米管紗線扭電能對于試件內(nèi)部損傷具有很高的識別能力,損傷識別精度達到0. 002 mm,該研究對推進航天結(jié)構(gòu)的智能監(jiān)測具有重要意義。 

【文章來源】：紡織學(xué)報. 2020,41(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

0 試件1#和3#拉伸Q值

為保證嵌入三維編織復(fù)合材料中的CNT紗線不彎曲，本文采用三維六向四步法編織技術(shù)將CNT紗線與碳纖維紗線共同編織，構(gòu)建新型三維智能復(fù)合材料。圖1示出三維六向四步法編織工藝示意圖。三維六向四步法編織技術(shù)是由三維五向編織工藝發(fā)展出的編織技術(shù)，是在第六向編織方向上設(shè)置編織紗，并且軸紗數(shù)量和第六向紗數(shù)量按需要可以調(diào)整。圖2示出三維六向攜紗器排布規(guī)律示意圖。圖中:△表示軸紗(CNT紗線)攜紗器;○表示編織紗(碳纖維)攜紗器;—表示引入的第六向紗線(CNT紗線)。在編織過程中，編織紗攜紗器的運動由沿行和列交替運動組成，與四步法攜紗器運動過程相同，紗線在攜紗器的引導(dǎo)下進行運動和空中取向，而軸紗攜紗器只在行的方向上平動，經(jīng)過一個機器循環(huán)回到原始處。攜紗器每運動2步后，進行“打緊”，沿行的方向加入緯紗(CNT紗線)，包括最外層的邊紗部位，緯紗在垂直于軸向紗的方向來回穿梭。整個編織過程的軸紗和緯紗都不參加編織，分別在編織成型和寬度方向上均勻地夾在編織紗之間的空隙內(nèi)，在這種編織結(jié)構(gòu)的每一個機器循環(huán)中，編織紗攜紗器運動仍為4步，且每步運動距離相等，軸向紗攜紗器只沿行向運動，不沿列向運動，保持直線狀態(tài)。

三維六向四步法編織技術(shù)是由三維五向編織工藝發(fā)展出的編織技術(shù)，是在第六向編織方向上設(shè)置編織紗，并且軸紗數(shù)量和第六向紗數(shù)量按需要可以調(diào)整。圖2示出三維六向攜紗器排布規(guī)律示意圖。圖中:△表示軸紗(CNT紗線)攜紗器;○表示編織紗(碳纖維)攜紗器;—表示引入的第六向紗線(CNT紗線)。在編織過程中，編織紗攜紗器的運動由沿行和列交替運動組成，與四步法攜紗器運動過程相同，紗線在攜紗器的引導(dǎo)下進行運動和空中取向，而軸紗攜紗器只在行的方向上平動，經(jīng)過一個機器循環(huán)回到原始處。攜紗器每運動2步后，進行“打緊”，沿行的方向加入緯紗(CNT紗線)，包括最外層的邊紗部位，緯紗在垂直于軸向紗的方向來回穿梭。整個編織過程的軸紗和緯紗都不參加編織，分別在編織成型和寬度方向上均勻地夾在編織紗之間的空隙內(nèi)，在這種編織結(jié)構(gòu)的每一個機器循環(huán)中，編織紗攜紗器運動仍為4步，且每步運動距離相等，軸向紗攜紗器只沿行向運動，不沿列向運動，保持直線狀態(tài)。2 CNT紗線扭電能變化規(guī)律

【參考文獻】：
期刊論文
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