织造中碳纤维的摩擦磨损行为研究

发布时间：2022-07-13 13:21

　　本课题围绕织造过程中碳纤维束的摩擦作用进行研究,通过建立立体织造过程中引起纤维损伤的仿真实验模拟方法,评价碳纤维束的力学损失状况,揭示碳纤维束在立体织造过程中的摩擦损伤机理,实现上机织造前对于不同织造工艺造成的纤维损伤范围的预估,为立体机织物及其复合材料的工艺参数优化提供依据。在模拟织造过程中打纬期间经纱和筘齿之间的摩擦作用中,发现碳纤维束在法向负载的作用下重新排列而使其与筘齿间的实际接触面积增加,进而引起碳纤维束的摩擦力和摩擦系数增加。且碳纤维束的磨损程度随着法向负载的增加而增大,导致纱线的力学性能逐渐下降。实验选用的预加张力对碳纤维束与筘齿间的摩擦性能影响较小。而摩擦速率的增加使得碳纤维束极易产生疲劳损伤和塑性变形累积,从而导致碳纤维束的摩擦力和摩擦系数增大。通过模拟织造过程中经纬纱线间的相互作用,结果表明碳纤维束的摩擦系数随着法向负载的增加而减小,但其磨损程度随着法向负载的增加而增大,相对应的碳纤维束拉伸断裂强力也逐渐下降。碳纤维束的摩擦力和摩擦系数因实际摩擦接触面积的变化随预加张力的增加而增大。摩擦速率的增加几乎不影响碳纤维束的摩擦力和摩擦系数,但延长了其测试值达到稳定所需的周... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 2.5D机织物简介
    1.3 碳纤维在立体织造过程中的摩擦磨损
    1.4 关于纤维摩擦磨损的国内外研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 课题研究目的、意义及内容
        1.5.1 研究目的及意义
        1.5.2 研究内容
第二章 织造中碳纤维束与筘齿间的摩擦磨损实验模拟
    2.1 实验材料及方法
        2.1.1 原材料
        2.1.2 实验设备
        2.1.3 实验方法
        2.1.4 摩擦理论模型
    2.2 实验结果与分析
        2.2.1 法向负载的影响
        2.2.2 预加张力的影响
        2.2.3 摩擦速率的影响
    2.3 本章小结
第三章 织造中碳纤维束间的摩擦磨损实验模拟
    3.1 实验材料及方法
        3.1.1 原材料
        3.1.2 实验设备
        3.1.3 实验方法
        3.1.4 摩擦理论模型
    3.2 实验结果与分析
        3.2.1 法向负载的影响
        3.2.2 预加张力的影响
        3.2.3 摩擦速率的影响
    3.3 本章小结
第四章 碳纤维束的摩擦磨损对织物预制体及其复合材料力学性能的影响
    4.1 实验材料及方法
        4.1.1 碳织物预制件及其复合材料的设计与制备
        4.1.2 实验设备
        4.1.3 拉伸实验试样的制备
    4.2 实验结果与分析
        4.2.1 实际织造过程中的纱线磨损状况及拉伸性能
        4.2.2 2.5D机织物的拉伸性能
        4.2.3 碳纤维增强复合材料的拉伸性能
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
发表论文及参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]2.5D机织石英纤维增强树脂复合材料不同方向力学性能测试与模量预测[J]. 王雅娜,曾安民,陈新文,王翔.  复合材料学报. 2019(06)
[2]三维纺织增强材料及其在航空航天领域的应用[J]. 陈利,赵世博,王心淼.  纺织导报. 2018(S1)
[3]二次上浆处理对国产碳纤维可织性的影响[J]. 陈利,张雅璐,付成龙,吴宁.  天津工业大学学报. 2016(02)
[4]上浆量对碳纤维的立体织造损伤及其复合材料拉伸性能的影响[J]. 焦亚男,祁小芬,吴宁,纪高宁,王静.  复合材料学报. 2015(05)
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[6]浅谈经纱织造断头机理[J]. 范振华.  纺织器材. 2012(03)
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[9]二维编织碳纤维缝合线耐磨损性能的研究[J]. 王东宁,焦亚男.  天津工业大学学报. 2008(06)
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硕士论文
[1]国产碳纤维二次上浆工艺及性能研究[D]. 张雅璐.天津工业大学 2016
[2]三维实体机织物的可织性分析及验证[D]. 齐萌.西安工程大学 2015
[3]碳纤维立体管状织物织造过程中减磨降损机理的研究[D]. 赵伟.东华大学 2014



本文编号：3660116