三向织物织造及其复合材料拉伸机理研究

发布时间：2020-04-05 08:45

【摘要】：三向织物由三组纱线以一定的规律相互交织形成具有面内准各向同性的织物。平纹三向织物具有均匀分布的六边形孔洞,目前国内针对三向织物的研究很少,对三向织物织造技术的探讨更是鲜有可见。针对此类现象,在课题组的一些工作基础上,本文主要做了如下工作。(1)在实验室自研的三向织机的基础上,为了解决三向织机无法实现连续织造的问题,设计并制造了可拆卸盖板式卷绕辊,可拆卸的盖板式卷绕辊的设计与安装成功实现了三向织机的连续织造。在可拆卸盖板式卷绕辊的基础上,设计了棘轮棘爪装置,用以控制三向织物在织造过程中的运动,并根据不同规格织物的孔洞大小不同,合理的设计了棘轮参数,实现了打纬与卷绕相匹配的设计目标。棘轮棘爪装置在可拆卸盖板式卷绕辊的成功设计及安装,在实现三向织物连续织造的基础上兼顾了卷绕过程中的织物张力。(2)利用SW展纱、12K碳纤维两种规格纱线,分别织制了两种规格的三向织物。成型了12K碳纤维平板型(P-12K)三向织物复合材料,利用树脂膜分别成型了三向织物六边形孔洞中无树脂的SW展纱碳纤维(H-SW)、12K碳纤维(P-12K)三向织物孔洞型复合材料。针对这两类材料制备了P-12K,H-12K,H-SW三种试样并进行拉伸断裂测试,对三种材料拉伸性能进行分析阐述,从三类材料的试样破坏形态上分析产生破坏差异的原因。(3)在材料拉伸破坏分析的基础上,运用非接触法测量了H-12K,H-SW两种试样在拉伸过程的全场应变。研究发现,H-12K试样与H-SW试样由于三向织物碳纤维纱线在交织过程中纱线产生的屈曲程度差异,导致了H-12K试样在交织点处产生的应变比H-SW试样的应变剧烈,并对结合拉伸破坏试样和破坏后的试样制作金相试样,验证了孔洞型复合材料在交织点处的破坏。同时证明了运用SW展纱碳纤维三向织物复合材料的在拉伸过程中边界效应明显减弱。(4)利用声发射检测技术对P-12K,H-12K,H-SW三种试样的拉伸过程进行了监测。比较了三类试样在拉伸过程中产生的AE能量和AE事件数的差异。同时,利用K-means聚类分析法对得到的AE信号进行了分类,并与相应的破坏模式对应,得到A class,B class对应试样基体的开裂,C class对应纤维-基体脱粘,D class对应纤维断裂。从三向织物复合材料的内部破坏机理分析了三向织物复合材料的拉伸断裂过程。
【图文】：

芳纶等高性能纤维织造成三向织物，，并可将其成型为一种具有高比强度，高比模量的薄层复合材料。三向织物复合材料作为一种低表观密度、准[20]（b）填充组织三向织物（c）双平纹组织三向织物图 1-1 三向织物示意图（a）基础组织三向织物

能纤维织造成三向织物合材料。三向织物复合的复合材料，多次被使合材料制成的卫星天线1]。在小行星样本返回航料制成的天线[22]。SPI间充气辅助验证实验，材料作为其伸缩杆[23]。杂三向织物，所用材料飞行器[24]。b）填充组织三向织物图 1-1 三向织物示意图
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS155;TB33

【参考文献】

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本文编号：2614794