平面三向织物增强橡胶复合材料力学性能及损伤行为研究

发布时间：2024-12-19 06:33

　　织物增强柔性复合材料是由织物增强体和柔性基体复合而成,较好的满足了材料对质地轻、强度高、韧性和柔性好的要求,被广泛应用于军工、建筑和安全防护等领域。织物增强柔性复合材料的力学性能取决于增强体织物,因此,开发新型结构的织物成为科研人员和工程技术人员研究的主要目标。平面三向织物是由同一平面内三组纱线彼此以一定角度交织而成(通常以60°交织),具有机械性能准各向同性、结构稳定性好、抗撕裂强度高和抗顶破性能好等特点,在对机械性能各向同性要求较高的织物增强柔性复合材料领域具有明显的优势,如橡胶隔膜。因此,本文以平面三向织物增强橡胶复合材料为研究对象,采用实验方法和有限元分析方法研究该材料的力学性能,并与平纹织物增强橡胶复合材料进行对比,该研究为平面三向织物在柔性复合材料增强体上的应用奠定基础。本文具体研究内容如下:(1)平面三向织物增强橡胶复合材料的制备。本文采用186.67tex锦纶66工业长丝织造了平面三向织物,并与丁腈橡胶混炼胶复合制备平面三向织物增强橡胶复合材料。根据平面三向织物中锦纶66长丝的截面形状及几何路径,建立平面三向织物增强橡胶复合材料的有限元分析模型。(2)平面三向织物增强橡胶...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-2平面三向织物增强橡胶复合材料力学性能研究路线图

本文运用有限元模拟方法和实验方法相结合,分析了平面三向织物及其增强橡胶复合材料的偏轴拉伸、撕裂和顶破等力学特征及其损伤演化,研究路线如图1-2所示。主要研究内容如下:

图2-1纱线拉伸性能的应力应变曲线

综合以上因素,锦纶纤维以其较高的性价比成为橡胶基复合材料增强体的首选。本文选用186.67tex(1680D/280F)锦纶66工业丝为原料,捻度为70捻/米,江苏太极实业新材料有限公司提供。采用“GB/T14344-2008合成纤维长丝拉伸性能测试方法”对锦纶66拉伸性能进行....

图2-2平面三向织物结构

基础组织平面三向织物如图2-2(a)所示,该织物中X纱线始终被织在Y纱线下方,Y组纱线始终被织在Z纱线下方,而Z组纱线始终被织在X纱线下方,相邻的六个交织点形成六边形空隙。当三组纱线线密度相同时,且相邻两根X纱线、或者Y纱线、或者Z纱线之间的距离均大约是纱线直径的两倍时,即纱线直....

图2-3平面三向织机工作原理图[2]

本文根据平面三向织物的织造原理,自制小样机用于实验室打样,并设计了与基础组织平面三向织物具有相近平方米克重的平纹织物(PlainWeaveFabric,简称PWF)进行性能对比。图2-4两种织物的实物图显示基础组织平面三向织物结构比较紧凑,而平纹织物结构比较松散。两种织物结构....

本文编号：4017810