三维大隔距机织间隔织物柔性复合材料的服役性能研究

为了探究陆基充气天线用三维大隔距机织间隔织物柔性复合材料的服役性能影响因素,分别对裁剪拼接造成的拼接强力、在酸碱工作环境中的材料强力、经折叠-展开-再折叠的耐折叠性能三大方面进行了研究。结果表明:拼接宽度为30 mm,选用胶黏剂聚氨酯A584,拼接方向夹网布经向,得到的拼接强力效果最佳,能达到反射面本体材料的断裂强力;在耐酸碱试验中,聚氨酯A584和TPU热熔胶膜均未脱胶,且表现出较好的耐腐蚀性能,表明构成反射面的各部分材料能适应天线的各种工作环境;充气反射面材料表现出较好的折叠性,其折叠性能与折叠次数、拼接宽度具有一定相关性,而与拼接用胶关系不大,拼接材料的宽度增加,折叠次数对其作用越小,折痕回复性能较好。

纬向V形机织间隔复合材料压缩性能有限元分析

探究了纬向V形机织间隔复合材料在平压和侧压载荷下的失效机制及破坏模式。采用ABAQUS软件建立复合材料多尺度单胞模型,并设置周期性边界条件。针对纤维束进行弹性性能分析,预测宏观材料弹性常数。利用Fortran语言对UMAT子程序进行二次开发,引入三维Hashin损伤判据和Camanho刚度退化方案,实现对纬向V形三维机织间隔复合材料的渐进损伤分析。结果表明,模拟结果与试验结果相符。在平压载荷作用下,弯曲振幅较大的V形绒经组先发生断裂,振幅小的绒经组后断裂,出现二次峰值载荷。绒经与纬纱交织处和绒经屈曲处出现应力集中,断裂位置集中在绒经屈曲最大处和与面板衔接处,面板无明显破损;在侧压载荷作用下,树脂面板与树脂内纱线为承力主体,面层纬纱承压较大,而间隔层绒经承压较小。断裂主要发生在两排V形绒经之间,失效模式为树脂渐进式破损、纤维脱黏与纱线断裂。

射频能量收集印刷天线仿真模型中长丝机织物结构简化方法及有效性

获得仿真精确度高且计算成本低的仿真模型是高效设计织物基丝网印刷射频能量收集天线的基础。本文构建了长丝机织物天线基底的几种不同简化结构特征的仿真模型,采用HFSS仿真软件模拟了织物仿真模型与电磁波的相互作用,且以孔隙率和粗糙度为变量参数化分析了具有不同仿真结构基底的天线性能差异,并实际制备了几种不同简化结构基底的天线。结果表明:通过对比反射率和透射率发现,细观交织结构可以等效为具有孔洞和/或凹凸结构模型,均匀结构模型基底的天线辐射性能、增益及效率都显著偏高。进一步以射频能量收集为场景的模型有效性及验证结果表明,仿真模拟结果与实际测试结果吻合良好,且不同简化结构基底的天线性能也无显著性差异。在超高频范围内,不同简化结构基底的天线最大传输距离达220 cm,在1 m处的单位面积接收信号强度在8.442 mW/cm^(2)以上,天线输出电压和能量转换效率可分别达135 mV、60%。因此,为节约计算成本,就孔隙率不超过30%且粗糙度在5.39μm以下的长丝平纹机织物基底,在丝网印刷超高频射频能量收集天线仿真模拟中可将其等效为均匀介质模型。

基于PhabrOmeter^(■)的汽车顶棚用经编针织物复合材料风格研究

设计了4种不同结构的经编针织物,并与不同厚度的海绵软泡层和水刺非织造材料复合形成“三明治”结构的顶棚面料,基于PhabrOmeter^(■)法宝仪分别探讨了织物的结构参数和顶棚面料复合结构对顶棚面料手感风格的影响。发现,3把梳栉编织的织物硬挺度一般优于由2把梳栉编织的织物,但编织纱在部分横列缺垫时,织物硬挺度会大幅下降,柔软度增加,悬垂性变差。相较于经编针织物,复合2.0 mm海绵软泡的顶棚面料硬挺度、光滑度、悬垂系数和褶皱回复率降低,柔软度整体呈增加趋势。相较于复合2.0 mm的海绵软泡,当海绵软泡厚度增加到2.5 mm时,顶棚面料硬挺度、光滑度和悬垂性增加,柔软度和褶皱回复率降低。

大丝束碳纤维展纱技术研究进展

介绍了几种常见展纱方法的研究进展及大丝束碳纤维展纱设备,总结了机械多辊组、气流、超声波、静电等展纱方法及原理,分析了不同展纱工艺的特点及影响因素,对比了不同展纱设备的优缺点及发展方向。从理论上对展纱宽度预测模型进行归纳总结,讨论了展纱模型的影响因素,分析了模型存在的不足与局限性。对大丝束碳纤维的展纱技术发展方向进行展望,为大丝束碳纤维展纱技术和理论模型的进一步发展提供支撑。

全成形针织技术及在汽车内饰织物中的应用

简述汽车内饰织物的织造成形技术,重点探讨全成形针织物的特点、应用领域和国内外全成形针织成形技术的研究进展。针对电脑横机全成形技术在产业用纺织品中的应用,探讨全成形汽车座椅套产品的研究开发现状和未来发展趋势。全成形针织成形技术,尤其是横机全成形编织技术,可以大大减少人工缝制,有利于产品的整体性设计,同时可以实现组织结构变化与全成形编织的完美结合,为开发高性能全成形汽车内饰用纺织品提供思路,具有广阔的发展前景和研究意义。

机械制造工艺基础课程中教学优化与创新

实践教学是机械制造工艺基础课程中的关键环节,直接影响学生对理论知识的理解和应用,传统的教学模式在实践教学方面存在实践机会不足、教学内容单一、学生参与度低等问题,该文针对上述问题,提出校企合作、项目驱动、仿真模拟和创新试验室等多种实践教学模式,并分析上述实践教学模式在教学中的应用效果,改进后的实践教学模式不仅提高了学生的动手能力和解决实际问题的能力,还可以激发学生的创新思维和团队合作精神,为机械制造工艺基础课程的教学改革提供了理论支持和实践指导。

绘本在低年级语文教学中的运用

当前,绘本在小学低年级语文教学中的运用存在着一些问题。教师重视课外绘本资源,忽略课内资源;阅读模式过于陈旧,缺乏创新性和吸引力;绘本阅读与写话教学割裂,不利于培养学生的语言表达能力。教师通过充分挖掘绘本资源、创新阅读方式、发挥绘本读写结合的优势,促进绘本在小学低年级语文教学中的运用,有助于提升学生的学科核心素养。

碳纤维树脂基复合材料的层合板工艺对其表面粗糙度的影响

由碳纤维树脂基复合材料层合板制备的波导管,其内表面粗糙度是造成电磁波散射损耗的重要因素。为了探究层合板工艺参数对碳纤维树脂基复合材料层合板表面粗糙度的影响,以单向布、平纹布及斜纹布碳纤维预浸料为原料制备碳纤维树脂基复合材料层合板。通过对不同工艺制备的碳纤维树脂基复合材料层合板的表面粗糙度进行表征,研究了增强织物结构、铺设层数、铺设方式、脱模剂、预固化保温温度和保温时间对其表面粗糙度的影响。结果表明,增加预浸料的铺设层数可以有效降低碳纤维树脂基复合材料层合板的表面粗糙度,当铺设层数为6层时,单向布、平纹布及斜纹布碳纤维树脂基复合材料层合板的表面粗糙度相比铺设层数为1层时分别减小了60.1%、90.0%、83.5%。通过对层合板工艺的研究发现,预固化保温温度为90℃、保温时间为30 min时碳纤维树脂基复合材料层合板的表面粗糙度最小,并且当脱模剂涂覆层数大于3时,层合板的表面粗糙度基本不受脱模剂影响。

高低温交变对PVC膜材料拉伸及蠕变性能的影响

为探究使用环境中的温度变化对聚氯乙烯(polyvinylchloride, PVC)膜材料拉伸蠕变性能的影响,选取两种不同织物密度的PVC双轴向经编膜材料,在-40~40℃的交变温度环境中,分别进行200、300和400次循环处理,测试处理前后材料的拉伸与蠕变性能。结果表明:相同高低温交变处理次数下,密度低的PVC膜材料更易受到交变温度场的影响;材料的拉伸蠕变性能随交变处理次数的增加呈先上升后下降的趋势;200次交变温度处理对材料性能的影响较小,400次交变温度处理后材料的拉伸与蠕变性能明显下降;交变温度处理后PVC膜材料的拉伸蠕变性能的各向异性表现得更加明显。

基于SPSS因子分析法分析超细金属丝的可编织性

为了研究超细金属丝的可编织性,选取了3组不同股数的不锈钢丝、镀金钼丝和裸钼丝为研究材料,对3种材料分别进行了拉伸性能、弯曲性能和耐磨性能测试,并从这3个角度对金属丝的可编织性进行影响因素分析。采用SPSS分析软件中的因子分析法对3组金属丝的可编织性进行分析,得到了影响可编织性的两个独立因子,即稳定性因子和抗弯性因子,并计算3组金属丝的各因子得分及综合得分排名。研究结果表明:选用的3种金属丝材料中不锈钢丝的可编织性最好,镀金钼丝次之,裸钼丝的可编织性最差;合股金属丝的可编织性优于金属单丝的可编织性。

课程思政背景下“针织学”课程教学改革探讨

“针织学”是纺织工程专业的重要课程之一,课程内容蕴含着丰富的思政元素。研究从文化自信、家国情怀、职业素养、科学精神四个维度出发,对“针织学”课程的专业教学体系改革进行分析,明确课程思政的教学内容和教学目标,探讨思政元素与相关联的专业知识点和案例应用,以期达到较好的课程思政教学效果。

导水加筋土工织物的力学和芯吸性能分析

以4DG尼龙纱线和涤纶长丝为原料,设计并制备导水加筋土工织物。为探究排水纱线和加筋纱线线密度对导水加筋土工织物抗拉强度、撕破强力、顶破强力及芯吸性能的影响,制备了6种导水加筋土工织物并测试其性能。结果表明:所得导水加筋土工织物在其排水方向上的芯吸性能良好,且结构稳定,力学性能良好;增大排水纱线线密度,织物的经向抗拉强度随之增加,但纬向抗拉强度和撕破强力下降;增大加筋纱线线密度,织物的纬向抗拉强度增加,但经向抗拉强度下降,撕破强力也相应降低。

超高相对分子质量聚乙烯/氨纶包覆纱制备工艺研究

超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维拥有优异的力学性能,但其模量高、弹性低的特性使得UHMWPE织物硬挺且延展性差。为增强UHMWPE织物的延展性,拓宽UHMWPE的应用面,对UHMWPE/氨纶(PU)包覆纱的制备工艺进行研究。采用2.22 tex/9 f(20 den/9 f)的UHMWPE长丝纱为外包纱、1.67 tex(15 den)单根PU长丝为芯纱,制备UHMWPE/PU包覆纱。使用正交法设计试验,探究了包覆捻度、PU伸长倍数及卷绕率对UHMWPE/PU包覆纱断裂强力、断裂伸长率及弹性回复率的影响,使用UHMWPE/PU包覆纱织造纬平针织物探究其可编织性。结果表明:包覆捻度、PU伸长倍数及卷绕率对UHMWPE/PU包覆纱断裂强力、断裂伸长率及弹性回复率有显著影响,UHMWPE/PU包覆纱的制备工艺可根据应用场景及需求进行选择。UHMWPE/PU包覆纱具有较好的弹性与力学性能,所制备的UHMWPE/PU纬平针织物具有极好的延展性。

一种陆基充气天线反射面材料拉伸性能研究

提出用一种三维结构的大隔距机织间隔织物增强PVC膜复合材料作为陆基充气天线的反射面材料。为研究反射面材料表层不同方向力学性能的差异,不同拼接材料和不同拼接宽度与拼接处断裂强力的关系以及反射面材料间隔方向拉伸能力的影响因素,对反射面材料进行了单轴拉伸试验。试验结果表明:试样材料表层的拉伸断裂强度为纬向>经向>45°方向;基布在与PVC膜复合后经纬向断裂强力提高2~3倍,45°方向断裂强力提高10倍。拼接宽度和拼接材料的断裂强度与材料拼接处的断裂强度正相关;间隔方向的抗拉伸性能与间隔纱的密度、表层织物组织结构的密度成正比,与间隔高度成反比,其中间隔丝的密度对间隔方向的抗拉伸性能影响程度最大。

大隔距覆增强结构柔性空间膜材料的制备及力学性能

针对提高大隔距柔性膜材料力学性能的迫切需求,通过在大隔距经编间隔织物两表面复合具有增强结构的高分子层,得到大隔距覆增强结构柔性空间膜材料(UGFM),采用控制变量法,分别测试高分子层有增强结构和无增强结构的UGFM撕裂、剥离、间隔向拉断力等力学性能。结果表明,UGFM表面复合的高分子层在引入增强结构后对其力学性能的影响较大。采用面密度为150 g/m2的机织物作增强结构时,UGFM的经向剥离性能降低了约47.7%,纬向剥离性能降低了约51.0%,经向撕裂性能提高了约37.9%,纬向撕裂性能提高了约30.8%,同间隔距离下间隔向拉伸性能提升了约5.8%。最后探讨了具有增强结构的高分子层对UGFM力学性能影响的机理,UGFM经纬向撕裂和剥离性能的差异化特征主要受间隔织物表面组织结构影响,若破坏失效方向与线圈平行,则失效趋势迅速,若不平行,则失效趋势放缓。同时UGFM间隔向拉伸断裂性能主要受织物间隔距离影响较大,有无增强结构对UFGM间隔向拉伸性能影响微弱。

产业用纺织先进基础材料进展与对策

纺织产业是我国国民经济的支柱产业,以产业用纺织先进基础材料为主体的纺织材料是我国纺织产业发展的基础和关键。本文立足材料制造的核心技术,兼顾材料生产、细分行业现状等因素,重点研究产业用纺织先进基础材料领域中量大面广且为重点需求的3类:非织造纤维材料、纺织结构材料、纺织复合材料。分析了国内外产业用纺织先进基础材料的发展现状和趋势,凝练我国在本领域面临的主要问题,阐述了产业用纺织先进基础材料发展的重点任务与关键技术。研究认为,加强产业发展总体规划、实施国家科技创新支撑体系建设、发展一批"专精特优"企业并走向国际化,是产业用纺织先进基础材料的重点发展举措。

预型加工过程中玻璃纤维纱线损伤原因的试验分析

玻璃纤维纱线在预型加工过程中很容易受到损伤，发生毛丝、断头等问题，严重影响复合材料预型件的加工和性能。通过对玻璃纤维纱线的拉伸、弯曲拉伸以及摩擦性能的测试和比较，发现虽然玻璃纤维具有高模量、高强力等优点，但是其耐弯曲和耐摩擦性能很差：弯曲拉伸时强力下降了40％～60％，而摩擦情况下如果要使玻璃纤维纱线能承受上百次的摩擦，纱线所能承受的张力还不到其断裂强力的2％．因而，弯曲和摩擦是造成玻璃纤维纱线预型加工损伤的主要原因．

LCM中碳纤维织物结构对横向渗透性的影响

为研究液体模塑成型加工过程中,树脂流体在厚型织物预型件厚度方向的横向流动渗透情况,采用基于超声波传感监测技术的三维渗透率测试装置,对厚型结构织物增强体内部流动渗透情况进行实验研究。结果表明:不同结构的斜纹、双轴向、单向的碳纤维织物内部流动行为和渗透性差异显著;相同结构中,面密度小时层数的增加会对流动通道产生更多阻碍作用而降低横向渗透性;纤维体积分数低时,双轴向织物较斜纹织物厚度方向上的渗透率低;在紧密织物结构中,双轴向比斜纹织物的渗透率要高。单向织物中面内层内流动容易,而厚度方向的渗透率较低,相比其他2种结构低1～2个数量级。

LCM中织物结构对3D渗透性的影响

为研究液体模塑成型加工过程中,树脂流体在厚型织物预型件厚度方向的3D流动渗透情况,采用基于超声波传感监测技术的3D渗透率测试装置,对厚型结构织物增强体内部流动渗透情况进行实验研究。通过比较玻璃纤维织物的组织结构、织物织造密度和纱线细度变化情况下,织物预型件厚度方向的流动前峰及渗透性,得出了织物结构参数对渗透性能的影响。