石英纤维缎纹织物的剪切变形实验研究

在改进像框实验的基础上,对5枚缎纹和8枚缎纹石英纤维机织物的剪切性能进行实验观察,分析不同组织结构、经纬纱密度对织物剪切性能的影响.研究发现:在相同结构参数条件下,8枚缎纹织物比5枚缎纹织物更容易发生剪切变形;织物组织结构相同时,经纬纱密度越大,织物越不容易产生剪切变形.基于缎纹织物的单胞模型预测了5枚缎纹和8枚缎纹石英纤维机织物的锁紧角,预测结果与实验值基本一致.

预浸机织织物二维剪切性能模型

利用安装在拉伸试验机上的像框剪切装置,研究了平纹预浸碳纤维机织织物的剪切行为。研究发现,预浸碳纤维织物的剪切行为与织物的分阶段剪切行为类似。根据实验结果,分两个不同剪切阶段建立了预浸碳纤维织物的二维剪切性能模型。在剪切初始阶段,利用扭力弹簧来模拟纱线交叉点之间的剪切摩擦,通过实验确定了扭力弹簧扭转刚度系数。在剪切第二阶段,给出了载荷与剪切角之间的关系模型。试验结果表明,利用扭力弹簧可以很好地模拟剪切初始阶段的剪切摩擦。

机织织物剪切行为研究

研究了平纹碳纤维机织织物的剪切行为。研究发现,织物的分阶段剪切行为与织物的细观结构有关,不同的剪切阶段具有不同的剪切机理,通过XLT-3400连续变体式显微镜和像框实验结果对不同剪切阶段的剪切机理进行了分析。通过纱线抽出实验获得了织物中纱线之间的摩擦系数,将纱线当作一个悬臂梁安装,通过此方法获得了纱线的抗弯刚度,由这两个实验导出了摩擦力矩。利用像框剪切实验以及力矩平衡,建立了平纹织物初始剪切阶段载荷-剪切角的关系模型。实验结果表明,此模型可以很好地模拟剪切角度超过0.05rad之后的织物初始剪切行为。

预定型机织物剪切变形实验研究

在改进像框实验的基础上,对斜纹和缎纹预定型碳纤维织物的剪切性能进行了实验观察。研究发现,预定型机织物的剪切机制与织物剪切相似。根据实验结果,从定型剂的浓度和织物结构分析了预定型织物的剪切性能。随着定型剂浓度提高,织物的折皱角越大,织物剪切性能越差;与预定型斜纹织物相比,预定型缎纹织物相对较容易成型,剪切载荷较小。利用立式显微镜观察剪切过程中纱线宽度的变化,拟合得到了宽度变化方程,建立预定型机织物的折皱角模型,预测结果与实验结果误差在2°内,证明了该模型的有效性。