三维织物复合材料高速冲击性能和损伤机制研究

三维织物复合材料在航空航天抗冲击结构领域有较好的应用潜力。本文采用钛合金圆柱弹和三维织物复合材料平板开展了30余次直线打靶试验,弹体速度范围为160~280 m/s,获得了弹回、嵌入、贯穿等不同的冲击试验结果和复合材料靶板损伤形式,根据试验结果分析了三维四向编织、三维五向编织、三维正交机织三种不同结构复合材料的冲击性能和损伤机制,并进行了对比差异分析。研究发现三种结构靶板受弹体冲击后损伤情况类似,撞击点局部出现纤维断裂拔出和基体开裂,三种结构均没有出现分层。三维四向编织结构损伤区域呈锐角十字形,损伤扩展沿编织方向;三维五向编织结构和三维正交机织结构损伤区域呈菱形,损伤扩展沿90°和0°方向。比较本文三种结构平板试验件,发现三维正交机织结构拥有最高的弹道极限,并且损伤区域面积最小。

Theoretical and Experimental Analyses of Poisson Ratios for Plain-Woven Fabrics

A theoretical model with extensible yarns for plain-woven fabrics is developed to determine the calculation of Poisson ratios.The stress ratio( warp: weft),as one of parameters corresponding to Poisson ratio variations, is introduced to complement the theoretical model. To evaluate the reliability of the theoretical analysis,a series of biaxial tensile tests of a plain-woven fabric with nine stress ratios are conducted carefully,and the theoretical results are compared with the experimentally measured values. The effects of other influencing factors, including geometric and mechanical parameters of yarns,on Poisson ratios are analyzed thoroughly.This solution method could be applied without difficulty to estimations of Poisson ratios and realistic designs for plain-woven fabrics.

电加热机织物的发热性能及发热均匀性探讨

以发热功率密度和温度均匀系数为指标,基于正交试验方案,探讨以不锈钢纤维纱为电加热元件的电加热机织物制备工艺。并基于九宫格取点法,优化温度均匀系数测试方法。研究发现:本研究中,温度测点取81点是可信的均匀度评价方案。电加热机织物的纬纱排列规律为1根不锈钢纤维纱+3根黏胶纱、纬纱密度为10.5根/cm、组织结构为经二重1/7时,织物具有较为优异的发热性能,发热功率密度为857.23 W/m^(2);电加热机织物的纬纱排列规律为1根不锈钢纤维纱+5根黏胶纱、纬纱密度为6.5根/cm、组织结构为经二重1/3时,电加热机织物具有较为优异的发热均匀性。

羊毛及其混纺梭织物起毛起球性能及影响因素

为了探究毛类梭织物的抗起毛起球性能,选取9块常见的羊毛及其混纺梭织面料进行抗起毛起球的试验。测试面料中纤维的直径、强伸性、摩擦系数,并计算相关系数,分析不同结构毛织物抗起毛起球性的影响因素。结果表明:不同结构的羊毛织物其抗起毛起球性为3~5级,差异较大。不同结构毛织物起毛起球的影响因素不同,经过缩绒的毛织物,纤维与胶辊摩擦系数对抗起毛起球性影响最大,依次是平均直径、断裂伸长率和断裂功,其次,外力大小也对是否起球产生影响。

编织复合材料低速冲击损伤超声热成像检测

编织复合材料低速冲击损伤主要为内部的分层损伤,采用目视检测无法有效检测损伤,损伤使得结构承载能力严重降低,威胁编织复合材料构件的安全使用。本文使用超声红外热成像技术对编织复合材料低速冲击损伤进行无损检测研究,使用10J、20J、30J、40J、50J的冲击能量制作了5个试件。对超声激励过程的温升曲线、空间温度曲线进行了详细分析;对比不同冲击能量试件发现,低速冲击下损伤主要是内部损伤,冲击能量越大,损伤区域越大,且损伤具有延展性。采用曲线分类算法对损伤区域进行了定量识别,发现编织复合材料损伤面积和冲击能量成线性关系。

水刺面膜基布的性能测试及评价

收集了市面上常用于面膜基布的12种水刺非织造材料,分别对其透气性、机械性能、柔软性、吸水保水性、透湿性和透明度等性能进行相关测试与评价。结果表明:本实验所选的水刺基布透气率在601.568 mm/s~1256.26 mm/s之间,相同纤维原料下,随着面密度的增加,孔隙减少,基布的透气性和透明度下降,柔软性变差,但是力学性能提高,且基布的纵向强力大于横向强力;同种面密度下,竹纤维比粘胶纤维透气性、吸水性好。另外,几种纤维中,天丝纤维的透明度最好,其中面密度为30 g/m^(2)的20/80壳聚糖/天丝纤维水刺布的透明度最好,为78.16%±8.74%。研究为后续水刺面膜基布纤维原料的选择和结构的设计,提供了一定的参考价值。

三维机织复合材料弹道冲击试验研究

先进复合材料具有高比强度、高比模量等优点,是航空发动机应用研究的热点。本文通过弹道冲击试验研究三维机织复合材料平板在高速物体冲击下的损伤失效机制及其力学行为,采用高速相机记录下了靶板受冲击损伤变化过程,分析了不同速度对三维机织复合材料平板损伤形貌的影响。试验结果表明,三维机织复合材料具有优异的抗裂纹萌生和扩展性,冲击表面的主要破坏模式是纤维剪切破坏和基体破碎,在出口表面主要破坏模式是纤维拉伸断裂和基体开裂。本研究可用于支撑验证碳纤维增强树脂基复合材料包容性,为航空发动机复合材料机匣研制提供基础。

计算机视觉技术在机织物结构参数检测中的应用

机织物密度和组织结构参数是纺织品检测的两个重要数据,其检测指标决定机织物产品的质量.由于织物结构的复杂性,纺织检验领域中对机织物结构参数的检测仍然依赖于人工分析.随着计算机视觉技术的发展,其在机织物结构参数检测中的应用不断有新的研究进展.详细阐述近五年国内外机织物密度和组织结构两个重要结构参数自动检测的研究现状和研究不足,认为建立在客观评价基础上的计算机视觉技术在机织物结构参数检测领域具有良好的发展前景.

纬多重织物花型设计及性能

为丰富织物花型图案,提高织物的外观效果,设计开发了3款纬多重织物。根据纬多重织物的形成原理在织物正面织出小熊和爱心、兔子和胡萝卜及小丑和玩具球3个系列的纹样,并对3款织物进行了织物性能测试。通过测试织物的透气性、耐磨性、光泽性和厚度,表明小熊图案织物耐磨性最好,小丑图案织物的厚度最厚,兔子图案织物蓝紫色系透气性最好,兔子图案织物绿白色系光泽度最好。3款风格迥异的纬多重织物产品,为织物花型设计提供了参考。

高强钢丝编织结构夹芯板抗爆性能试验研究

夹芯板结构由于能够有效衰减爆炸荷载在爆炸防护领域得到了广泛的应用,采用三维编织法制备的编织结构夹芯板在建筑物墙板制造和爆炸防护方面有较好的应用前景。为此,综合目前钢丝编织结构夹芯板的工艺特点,提出了由三角螺旋式高强钢丝编织的新型“类金字塔”型编织结构夹芯板,并开展了高强钢丝编织结构夹芯板力学特性的理论分析和抗爆试验。研究结果表明:1)提出的“类金字塔”型编织结构夹芯板具有相对密度低、等效抗压强度高、制备工艺简单等优点;2)在爆炸荷载作用下,“类金字塔”型编织结构夹芯板表现出了优异的抗爆防护性能;3)“类金字塔”型编织结构夹芯板中芯层高度对其抗爆性能有影响,芯层高度为78mm的夹芯板抗爆性能优于芯层高度为68mm的夹芯板。

利用白僵菌防治松褐天牛的试验研究

通过生物测定筛选出对松褐天牛毒力较高的菌株Bb202,用该菌株生产白僵菌无纺布菌条和高孢粉用于野外防治松褐天牛,结果表明,防治后松褐天牛的虫株率下降了0.9%,下降幅度达31.1%;无纺布菌条处理区解剖木中的幼虫死亡率为61.8%,高孢粉处理区为52.5%,对照区为45.6%。挂笼试验中,无纺布菌条处理区解剖木的幼虫死亡率为41.9%,高孢粉处理区为62.0%,对照区为32.3%,说明用白僵菌防治松褐天牛有一定的效果。

芳砜纶织物的撕破性能研究

对具有相同材质和相同经纬密度、不同组织规格的芳砜纶织物,通过4种撕破方法进行撕破强力的比较,对所得结果进行相关性分析。4种撕破方法测得的织物撕破强力在纬向撕破时线性相关,而在经向撕破时落锤撕破与其他三种撕破方法不具有相关性。通过拉伸强力和撕破强力等的综合比较,得出在相同的条件下2/2方平组织芳砜纶织物具有最佳的撕破强力的结论。

蛹蛋白粘胶长丝(PPV)面料开发及分析

蛹蛋白粘胶长丝 (PPV)是蚕蛹蛋白溶液与粘胶溶液制成的具有皮芯结构的蛋白质纤维 ,它具有独特的护肤保健功能和天然纤维的优点 .本文介绍了PPV及其开发的面料 ,重点对PPV在纺 织加工工艺中出现的或可能出现的长丝处理、织造工艺选择等问题进行了研究 。

机织物纱线抗滑移性测定方法

国内外对服装面料的纱线抗滑移性要求越来越高。文章分析了定滑移量法测试机织物纱线抗滑移性的试验原理、操作过程及试验结果 ,并给出了稀薄织物。

简析非织造液体过滤材料

文章文介绍了非织造液体过滤材料的过滤原理、分类,探讨了过滤指标及测试方法,并对其应用进行了展望。

高效精练酶KDN-T02在纯棉机织物生产中的应用

采用高效精练酶KDN-T02对纯棉机织物上进行酶堆-低碱前处理,确定了最佳工艺条件:KDN-T02 15 g/L,pH=7.0,50℃堆置60 min;氢氧化钠15 g/L,精练剂10 g/L,100℃碱处理60 min.经中试,处理后织物的物理性能与传统碱煮工艺相当,且节约蒸汽、水电等.

炭纤维织物复合材料微结构超声成像方法

超声波在炭纤维织物复合材料中树脂囊界面声压反射系数可达21%,在层间界面的反射则与树脂层的厚度和声波频率有关,在缺陷界面则会产生绝对反射。研究了入射声波在织物复合材料内部树脂囊、编织纤维束和层间界面产生的声波反射信息,揭示织物复合材料内部铺层和层间界面微结构的三维分布特征。结果表明,采用高分辨率超声成像方法,可以较好地再现织物复合材料中的树脂囊和纤维束形状、取向、铺层方向及层间界面等三维分布特征,为织物复合材料提供一种有效的微结构表征和缺陷检测方法。

机织物纰裂性能测试方法综述

按照测试原理的不同,对国内外常见的机织物纰裂性能测试标准进行分类,分析了纰裂性能测试的影响因素,并按照所列类别对比了各标准之间的差异细节,最后列举了机织物纰裂性能测试可能出现的结果。对比分析了现行、常用的机织物纰裂性能测试标准,为标准的执行和机织物纰裂性能的测试提供参考意见。

玻璃纤维编织网增强混凝土耐久性试验研究

从材料的组成出发,以水泥基体、温度和表面涂层为影响因素,研究了玻璃纤维编织网增强混凝土构件在不同环境下的耐久性能,并应用扫描电子显微镜观察老化后的玻璃纤维表面,从微观角度说明纤维编织网增强混凝土构件的耐久性机理。

新型编织式金属阻尼器减震性能研究

本文提出一种编织式金属阻尼器,并通过数值模拟和试验研究相结合的方法展开系统的研究。本文首先进行了有限元模拟和拟静力试验,得到了该阻尼器的力-位移曲线,结果表明本阻尼器的疲劳性能好,但滞回曲线有一定的捏缩现象。然后运用ANSYS对其设计参数进行了优化,结果发现改用梭形截面杆后,阻尼器出力和滞回性能大幅提高。最后采用Bouc-Wen模型建立了阻尼器的恢复力模型,运用SAP2000软件对安装此阻尼器前后10层平面框架进行弹塑性时程分析,结果表明,安装该阻尼器后结构的层间位移、层剪力和顶点位移大幅降低,从而验证了其耗能性能。