針對目前國內(nèi)外消防頭盔在適應(yīng)嚴(yán)酷環(huán)境和長時間佩戴舒適性等方面存在的問題,同時為了提高消防頭盔工作效能、提升安全級別,本文開展了對先進(jìn)消防頭盔殼體材料的研究。制備了碳纖維和玻璃纖維混雜緯編雙軸向多層襯紗（MBWK）織物,并以其作為增強(qiáng)骨架材料開發(fā)了消防頭盔殼體材料。以半球曲面模擬頭盔殼體曲面,首次提出基于收縮率的MBWK織物成型性能研究。基于Levenberg-Marquardt算法,建立了MBWK織物半球成型的模型,證明了平面織物曲面成型的可行性。為了提高消防頭盔殼體材料的防護(hù)性能,在復(fù)合材料制備中首次添加PA/PU微米級短纖維,并對其進(jìn)行力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能的研究。研究結(jié)果證明,基于Levenberg-Marquardt算法,建立的MBWK織物穿過球體截面表面纖維根數(shù)和收縮率的函數(shù)模型在一定球體直徑范圍內(nèi)具有有效性和準(zhǔn)確性;在拉伸實驗中,添加含量為2.5%的PA/PU短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的彈性模量,相比純樹脂澆鑄體增加了53.91%。表明PA/PU短纖維可提高材料的抗彈性變形能力;在沖擊實驗中,纖維體積含量為45%的添加PA/PU短纖維的MBWK織物增強(qiáng)復(fù)合材料的最大沖擊載荷最大,比機(jī)... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

緯編雙軸向織物專用橫機(jī)

天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文82.2.2上機(jī)制備如圖2-1所示，MBWK織物由天津工業(yè)大學(xué)復(fù)合材料研究院自主研發(fā)的橫機(jī)制備。MBWK織物制備工藝流程如圖2-2所示：第一步，確定所需織物長度，即確定所需經(jīng)紗長度。然后將玻璃纖維按照所需長度進(jìn)行合股、加捻和絡(luò)筒；第二步，將絡(luò)好的經(jīng)紗筒放到整經(jīng)架上，并將經(jīng)紗按照順序依次穿入襯經(jīng)孔中；第三步，將緯紗分別穿入兩邊的紗嘴，捆綁紗穿入中間的紗嘴，調(diào)整好紗線的張力。第四步，檢查織針是否良好，設(shè)置速度和牽拉值，開始上機(jī)編織，紗嘴同時帶動緯紗和捆綁紗進(jìn)行編織。織物編織完成后下機(jī)并對織物在編織過程中由于操作不當(dāng)造成的損壞進(jìn)行修補(bǔ)。制備完成的MBWK織物的實物圖如圖2-3所示，MBWK織物的參數(shù)如表2-2所示。圖2-1緯編雙軸向織物專用橫機(jī)圖2-2MBWK織物制備工藝流程圖

第二章MBWK織物的研制9圖2-3MBWK織物實物圖表2-2MBWK織物參數(shù)參數(shù)MBWK織物平方米克重g/m21040430織物經(jīng)密（根/10cm）44織物緯密（根/10cm）26捆綁結(jié)構(gòu)1+1羅紋織物襯紗方式12KC/G/6KC2.3本章小結(jié)由于碳纖維具有突出的耐熱性能、抗沖擊性能和能量吸收，玻璃纖維具有優(yōu)良的電絕緣性和隔熱性能，符合消防頭盔行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（GA44-2015）中對殼體材料的要求，本章選用碳纖維和玻璃纖維作為MBWK織物的襯紗。并針對消防頭盔殼體材料的特性，對MBWK織物做了結(jié)構(gòu)設(shè)計和上機(jī)制備，即正面襯12K碳纖維作緯紗、反面襯6K碳纖維作緯紗、中間襯玻璃纖維作經(jīng)紗的緯編雙軸向三層襯紗織物。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]環(huán)保型高色牢度錦綸超纖絨面革的染色工藝研究[J]. 胡忠杰.  中國皮革. 2019(05)
[2]木粉增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料制備及性能研究[J]. 朱秀芳,張軍,楊旭宇,張義,王天國.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2019(03)
[3]超纖革仿天然皮革研究進(jìn)展[J]. 朵永超,錢曉明,趙寶寶,劉凡.  中國皮革. 2019(03)
[4]超細(xì)纖維合成革復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 劉凡,錢曉明.  化工新型材料. 2018(08)
[5]合成革行業(yè)循環(huán)化改造路徑研究[J]. 俞東芳,陳麗君,林成淼.  再生資源與循環(huán)經(jīng)濟(jì). 2017(05)
[6]消防員防護(hù)頭盔及頭面部防護(hù)裝具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 徐耀亮,殷海波.  消防界(電子版). 2017(02)
[7]消防頭盔的應(yīng)用及發(fā)展研究[J]. 毛飛.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2016(16)
[8]多層連接碳纖維緯編雙軸向襯紗織物增強(qiáng)復(fù)合材料的層間剪切性能[J]. 裴曉園,尚博,李嘉祿,陳利,丁剛.  材料研究學(xué)報. 2015(08)
[9]碳纖維-玻璃纖維層內(nèi)混雜單向增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料拉伸性能[J]. 曾帥,賈智源,侯博,孫昊,李煒.  復(fù)合材料學(xué)報. 2016(02)
[10]頭盔殼體用復(fù)合材料增強(qiáng)織物研究進(jìn)展[J]. 韓朝鋒,孫穎,徐藝榕,陳利,李嘉祿,潘寧,于長清.  紡織學(xué)報. 2014(08)

博士論文
[1]緯編雙軸向多層襯紗織物的成型性研究[D]. 張艷明.天津工業(yè)大學(xué) 2005

碩士論文
[1]微納米粒子協(xié)同層間增韌碳纖維復(fù)合材料的研究[D]. 曾慶楊.北京化工大學(xué) 2018
[2]玄武巖長絲/芳綸阻燃織物熱防護(hù)性能探究[D]. 張楠.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于多源信息融合的智能消防頭盔關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張成.東華大學(xué) 2016
[4]新型消防頭盔的研制[D]. 馬皎皎.上海交通大學(xué) 2007



本文編號：3320333