C/C三维纺织复合材料细观结构及力学性能研究进展

C/C三维纺织复合材料因其可设计性强、力学性能优异和耐高温等特点而被广泛地应用于航空航天、轨道交通和光伏热场等高温端部件。然而,C/C三维纺织复合材料内部纱线结构复杂且孔隙率高,呈现出高度各向异性和非均匀性,这些因素都会给力学性能及损伤机制揭示带来巨大困难。因此,本工作从实际应用出发,围绕C/C三维纺织复合材料,从细观重构、力学性能表征和数值模拟三个方面阐述近几年的国内外研究现状,并在此基础上重点对C/C三维纺织复合材料结构功能一体化制备、深度学习模型的发掘和高温实验环境下渐进损伤实验平台的搭建做出了展望。

三维纺织复合材料的发展和应用

本文介绍了三维机织、编织、缝合与针织增强复合材料最近的研究和应用 ,指出妨碍广泛使用的技术和经济上的问题。

三维纺织复合材料增强体结构和树脂复合固化技术

文章主要讨论了三维纺织预制件,包括:机织、针织、编织和缝合三维织物在结构上的特点。由于在三维纺织复合材料中,纤维在三维空间中相互交织和交叉,形成了一个不分层的整体结构,所以它和层合复合材料相比,具有优良的层间性能和其它力学性能,可制作第一承力结构件和高功能制件。文章还介绍了树脂基三维纺织复合材料的复合固化技术,包括树脂传递模塑技术和树脂膜融渗技术。通过文章,说明了三维纺织复合材料具有广泛的应用前景。

三维纺织复合材料和铝中冲击应力波传播与能量吸收(英文)

比较两种三维纺织结构复合材料(三维针织间隔织物和三维正交机织物复合材料)圆板和铝圆板间的冲击行为,讨论三维纺织结构复合材料和均质各向同性材料间的冲击损伤机理.用不同冲击速度下复合材料和铝的载荷位移曲线分析冲击加载下应力波在材料中的传播,同时与有限元计算结果作对比分析.发现复合材料有纤维束断裂、基体开裂以及复杂的应力波传播现象,而铝只表现出弹塑性变形.

三维纺织复合材料的制造技术和力学性能研究现状

首先介绍了三维纺织复合材料的应用现况 ,然后对四种三维纺织预制件的生产技术———机织法、编织法、针织法和无交织制造方法 ,作了简单的介绍。文章最后还简单评述了对三维纺织复合材料力学性能的研究现况。

三维纺织复合材料的性能研究及应用

本文通过对三维纺织复合材料成品进行拉伸、弯曲等方面的测试研究,得出了三维纺织复合材料在力学方面的性能特点。同时介绍了三维纺织复合材料在航空航天、船舶、机动车辆、体育用品和纺织等领域的应用,揭示了三维纺织复合材料具有很大的开发潜力和巨大的发展空间。

三维纺织复合材料的结构特点和应用

本文主要讨论了三维纺织预制件及其复合材料的结构特点。由于三维纺织复合材料的纤维在三维空间相互交织和交叉 ,形成了一个不分层的整体结构 ,所以它和层合复合材料相比具有优良的层间性能和其他力学性能 ,可制作第一承力结构件和高功能制件。本文还介绍了树脂基三维纺织复合材料的复合固化技术以及三维纺织复合材料的一些应用 ,说明它具有广泛的应用前景。

“三维纺织复合材料单面缝合系统机构设计”项目通过天津市科委验收

由天津工业大学岳建锋副教授主持完成的天津市应用基础及前沿技术研究计划项目“三维纺织复合材料单面缝合系统机构设计”于2013年8月16日通过市科委组织的专家验收．为了在纺织复合材料加工领域实现对复杂异形件的缝合，该项目设计了一台单边缝合机．在一个引线针的基础上，增加一个钩线针，取代了传统缝纫机械安置在被缝件底部的钩线机构，由两针配合在被缝件的一个表面完成OSS线迹的单边缝合．采用复数矢量法结合分析软件．对钩线机构、刺料机构和挑线机构进行运动学分析和计算，研究了机构运动的位移、轨迹等特点，并对单面缝合机构进行了速度、加速度等分析，其结果表明各传动构件的运动变化规律能够满足工作要求．

“三维纺织复合材料单面缝合系统机构设计”项目通过天津市科委验收

由天津工业大学岳建锋副教授主持完成的天津市应用基础及前沿技术研究计划项目“三维纺织复合材料单面缝合系统机构设计”于2013年8月16日通过市科委组织的专家验收。

三维纺织复合材料热-力学性能研究进展

三维纺织复合材料具有优异的力学性能、可设计性强和耐极端环境等优点,在航空航天领域有着广泛应用。为深入了解应用于高温环境中三维纺织复合材料的结构体系和力学行为,本文从三维纺织结构出发,综述了三维纺织复合材料结构类型及其在航空航天领域上的应用;总结了三维纺织复合材料成型工艺和结构特征;分析了三维纺织复合材料热-力学性能的研究进展情况;提出了未来的研究重点和需解决的关键问题,以期为新一代三维纺织复合材料的耐高温/承载设计、制造和应用提供依据。

三维纺织复合材料加工连接与力学性能研究进展

三维(3D)纺织复合材料具有优异的力学性能、可设计性和近净成形等优势,被视为航空航天和国防军工装备关键部件的理想候选材料。三维纺织复合材料加工连接与力学性能保障是服役可靠性的重要环节,该方面的理论研究仍很薄弱。本文从航空航天及深海等重大工程应用要求出发,着重概述三维纺织复合材料及结构的加工连接方式和工艺,阐述无损检测技术,明确加工连接与力学性能的映射关系,提出三维纺织复合材料加工连接与力学性能面临的关键问题,以期为高承载和高可靠三维纺织复合材料的结构设计和应用提供依据。

三维异型纺织复合材料的预制体织造技术及材料力学性能研究进展

近年来,三维纺织复合材料因其整体性能优异、结构丰富和净成形等特点,被广泛地应用于国防重大工程领域。其中,三维异型纺织复合材料理论研究仍远落后于应用。从三维异型纺织复合材料构件的应用出发,根据各种构件的典型特征分类归纳了三维异型纺织结构件的应用现状,总结了三维异型纺织复合材料预制体的主要织造工艺和织造装备的发展现状,并从不同的层级分析国内外对三维异型纺织复合材料的力学性能、细观结构建模、数值模拟等方面的研究进展,提出了三维异型纺织复合材料研究面临的关键问题,以期为三维异型纺织复合材料在未来的应用提供支撑。

三维编织和角联锁复合材料的高速冲击响应

为了探究三维纺织结构复合材料高速冲击下应变率效应和结构效应,制备了碳纤维增强三维编织和三维角联锁复合材料,采用霍普金森压杆(SHPB)系统和高速摄影系统记录了三维编织和三维角联锁复合材料在高速冲击过程中应力应变曲线和渐进损伤过程。结果表明:编织和角联锁复合材料在高速冲击下都具有一定的应变率效应,并且都呈现剪切损伤,但编织复合材料呈现明显延性损伤而角联锁复合材料呈现明显脆性损伤。由于编织复合材料内部纤维束交织紧密,损伤后仍能承受一定载荷并且结构也能保持完整性,因此相较于三维角联锁复合材料,三维编织复合材料具有更好的抗冲击性能。

二步法方型三维编织复合材料的细观结构

对二步法方型三维编织复合材料的三维五向结构进行了真实的描述与分析。在此基础上划分出边上、角上和内部单元体。通过对复合材料的横截面以及与试件表面成 4 5°的纵切面进行观察 。

三维四向编织结构复合材料剪切模量的研究

根据反对称四点弯曲原理，自制了一套用于测试编织复合材料剪切模量的夹具，并通过实验得到了三维四向碳／环氧编织复合材料剪切模量．将实验结果与理论计算进行了对比，两者吻合较好．

三维编织复合材料准静态侵彻性能实验研究

本文研究不同厚度的三维编织芳纶 /环氧树脂复合材料在不同侵彻角下的准静态侵彻情况 ,分析准静态侵彻载荷—位移曲线及其破坏机理 ,比较不同厚度的三维编织复合材料在相同侵彻角下的位移—载荷曲线 ,和相同厚度的三维编织复合材料在不同侵彻角下的位移—载荷曲线 ,为深入研究三维编织复合材料的准静态侵彻性能和动态侵彻性能打下一些基础。

三维织物复合材料造汽车可节油25%

“三维织物用于汽车制造可为汽车减重60％，不仅更安全，更可节油25％。”昨日，来自英国、美国等13个国家和地区的“三维织物”研究专家齐聚武汉纺织大学为三维织物的应用出谋划策。专家们分别就三维织物在航天、军事、医学等领域的应用提出自己的研究成果。据了解，三维纺织复合材料是一种高级材料，但目前还没有大规模生产研发。

编织复合材料弹道冲击破坏形态及模式

通过观测 1 2× 4型和 1 2× 6型两种厚度 Twaron/环氧四步法三维编织复合材料在 3 0 0～ 70 0 m/ s速度范围内弹道冲击破坏的宏观形态和细观形态 ,发现复合材料在受弹道冲击的入射面以纤维和基体剪切、压缩破坏为主要破坏模式 ,出射面以纤维拉伸破坏为主要破坏模式 .在三维编织复合材料弹道冲击破坏分析计算中 ,破坏模式的确立可使破坏准则的选择更准确合理 。

高性能纺织复合材料随“嫦娥”奔月

由天津工业大学复合材料研究所研制的“卫星空间桁架结构用三维纺织复合材料整体连接件”被用在“嫦娥一号”卫星上，为我国的月球探测卫星作出贡献。这项研究成果曾获得2006年度中国纺织工业协会科学技术进步奖一等奖。