球形弹体冲击下三维正交机织物结构破坏机制有限元分析

为深入研究抗冲击三维正交机织物的破坏机制,通过有限元建模分析,以三维正交机织物为靶体,在纱线尺度细观结构模型上计算其在不同初始速度球形弹体冲击下的渐进破坏过程。对不同初始速度下球形弹体的速度和加速度变化历程、各纱线系统吸能比例、材料渐进破坏过程以及最终破坏形态等进行分析。结果表明:平直排列的纱线系统在吸收与耗散球形弹体冲击能量的过程中发挥重要作用,可使能量以很快的应力波速扩展到三维正交机织物靶体的大面积区域,并提高吸能效果;球形弹体初始速度为100 m/s时,经、纬、Z纱系统可分别吸收总能量的39.6%、48.37%、12.03%,经、纬纱系统为三维正交机织物靶体抵抗冲击力过程中的主要承力部位;通过增加纱线层数、织物体积及织造密度等可提高三维正交机织物材料的抗冲击性能。

短切碳纤维增强天然橡胶/丁苯橡胶复合材料性能研究

用聚丙烯腈短切碳纤维(Carbon fiber,简称CF)作为增强剂,天然橡胶(NR)与丁苯橡胶(SBR)作为基相制备了CF/NR/SBR橡胶复合材料,研究了短切碳纤维用量对CF/NR/SBR复合材料的硫化特性、拉伸强度、邵尔硬度、撕裂强度、阿克隆磨耗及导热系数等性能的影响。研究结果表明,随着CF用量的增加,复合材料拉伸强度逐渐减小,最大损失量达到16%,复合材料的硬度逐渐增大,最大增加量达到36%;复合材料的撕裂强度先增加后降低,在碳纤维用量为5份时达到最大值,最大增加量达到37%;复合材料的导热性能逐渐提高,最大增加量达到43%。

“机织学”课程教学的几点体会

"机织学"是纺织相关专业的一门专业核心课程,涉及的工艺流程长、机械原理复杂、知识点繁多,学生在学习时较多知识点不能彻底领会。从课堂教学、实验教学、课外教学等方面进行分析和总结,以进一步提高"机织学"课程教学质量。

三维编织玻璃纤维/环氧树脂复合材料薄壁管轴向压缩性能的温度效应

通过三维编织成型技术与树脂传递模塑工艺(RTM)制备了15°、25°、35°3种编织角三维编织玻璃纤维/环氧树脂复合材料薄壁管,分别在低温(-100℃、-50℃)、室温(20℃)和高温(80℃、110℃、140℃、170℃)环境下对三维编织复合材料薄壁管进行轴向准静态压缩性能测试,基于X射线微计算机显微断层扫描技术(显微CT)研究了温度和编织角对三维编织玻璃纤维/环氧树脂复合材料薄壁管轴向压缩性能和损伤形态的影响。结果表明:三维编织玻璃纤维/环氧树脂复合材料薄壁管准静态压缩性能具有显著的温度效应。温度越高,增强体与基体的结合越弱,编织复合材料薄壁管的压缩强度、压缩模量与比吸收能越低。随着温度的升高,编织复合材料薄壁管的破坏模式发生从局部剪切失效到纤维束-基体界面大面积脱粘的改变。编织角对三维编织复合材料薄壁管的压缩强度、压缩模量及比能量吸收均有不同程度影响,小编织角编织复合材料薄壁管沿编织纱线方向的取向更高,能承受更大的轴向载荷,因此抗压缩性能更好。