单向织物的不同制造方法

单向织物的不同制造方法近年来，国外资料上常见到一个产品名称—单向织物（ｕｎｉｄｉｒｃｃｔｉｏｎａｌｆａｂｒｉｃｓ），在玻纤产品目前中常作为一个类别列出，其制造厂商也很多。细观之，这类产品的制造方法有以下三种：１．机织单向布在一个方向（经向或纬向）用较...

铺层结构对经单向织物浸透性能的影响研究

采用真空灌注试验来研究两种不同铺层结构的玻璃纤维经单向织物的浸透性能,结果表明,以经编网格布为基布的经单向织物浸透时间要小于以方格布为基布的经单向织物,并且采用经编网格布的经单向布的织物厚度较厚,体积密度小,灌注浸透的均匀性及其成品胶含量要略好于使用方格布衬布的经单向布。

碳纤维多轴向织物的特点及其发展趋势

阐述了碳纤维织物的分类及其制备工艺。重点介绍了碳纤维多轴向织物的性能特点及其在航空航天、风力发电、民用等领域的广泛应用,分析了未来碳纤维多轴向织物的发展趋势和市场前景。

高透气透湿的图案印花单向导湿织物

针对传统单向导湿织物层间结合力差和制备工艺复杂的问题,利用丝网图案印刷技术,在针织物表面构筑了均匀分布的亲水孔道,从而实现了高透气透湿性能单向导湿织物的可控制备。使用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测试仪、透湿仪、透气仪和液态水分管理仪分析了织物的微观形貌、元素分布、化学结构、亲水性和穿着舒适性能,并对印花工艺进行优化。结果表明:在90%疏水面积、30 Hz印花压力下,可制备理想的图案印花织物,透气率为104 mm/s,透湿量为289 g·m^(-2)·h^(-1),单向导湿指数为588%,具有良好的应用前景。

嵌套效应对单向织物压缩行为的影响

通过分析纤维束受压横截面的变化,并基于经典的纤维束本构关系,建立了任意嵌套状态下两层单向织物压缩厚度与外部载荷、层间偏移量之间关系的理论模型。在此基础上进一步建立了多层织物的压缩响应模型。通过对上述模型数值求解,预测了不同层数织物压缩响应。结果表明:同等受力条件下,织物的平均每层厚度随着偏移率的增加而减小;在一定压力下多层织物的平均每层厚度分布近似符合正态分布,且随着层数的增多,分布将会越来越集中;对于大于10层的织物可直接采用压力与内部层间距的期望的变化曲线表征多层织物的压缩性能。经验证,该模型与实验数据吻合较好,从而验证了模型的正确性。

U-3160单向碳纤维织物预浸前的整理改进

针对U-3160单向碳纤维织物组织结构松弛,存在布面不平整和纤维弯曲现象,在预浸前对其进行了必要的整理改进,从而有效减少了其预浸料中碳纤维的弯曲现象。结果表明,其复合材料的主要力学性能比未改进前有明显提高:纵向抗拉伸强度1599MPa,比改进前提高了15%;纵向抗拉伸模量133GPa,比改进前提高了9%;纵向抗压缩强度1153MPa,比改进前提高了21%;纵向抗压缩模量111GPa,比改进前提高了1.8%。达到了同类进口材料的实际水平。

单向导湿织物的研究现状及进展

从差动毛细效应和润湿梯度效应的角度总结了纺织材料的单向导湿原理。阐述了单向导湿织物的主要制备方法:化学法与结构设计法,并对2种制备方法的优缺点进行评述;总结了影响织物单向导湿效果的主要因素,即化学因素与物理因素,通过合理控制影响因素可实现优异的单向导湿效果。在此基础上指出了传统单向导湿性能测试方法存在的局限性以及相应评价指标的优点与不足,并对比分析了一种新型测试仪器:液态水分管理系统。最后根据当前单向导湿纺织品研究中存在的问题,从机制研究、制备方法以及测试方法 3个方面提出针对性建议,并展望了单向导湿织物的应用前景。

单向机织物增强复合材料层合梁弯曲破坏规律

五组单向机织物增强层合梁的弯曲实验表明:层合梁的最大弯曲强度通常并不对应于最后一层破坏时的荷载;铺设角不同的层合梁达到最大承载力时,破坏并不发生在同一层,且总的破坏层数和对应位移都不相同,其破坏形式可以定性预测.研究还表明:根据实测的单层板的非线性本构关系和强度指标,运用经典层合梁理论,可以对非弯扭耦合层合梁的最大承载力和挠度进行预测.

单向弹性伞衣织物结构参数对其透气性的影响

为满足降落伞伞衣织物透气量能随气流冲击载荷的变化而改变的要求,设计了以锦/氨双包纱为纬纱的15种不同织物结构参数(如外包捻度、织物经密)的单向弹性伞衣织物。通过对织物结构参数与透气量关系的分析,找到了影响单向弹性伞衣织物透气量的主要因素。认为单向弹性伞衣织物的透气量随经密增大而减小,当外包捻度达到临界值(1 000捻/10 cm)时,单向弹性伞衣织物透气量达到峰值。

国产CCF300碳纤维单向织物液体成型工艺性及其复合材料力学性能

选取国产碳纤维CCF300所制备的2种单向织物,单向无纬织物U3160及单向无屈曲织物KUC160,分别对其预成型体进行压缩特性和渗透特性测试,以研究2种单向织物的液体成型工艺性,并采用树脂传递模塑(RTM)工艺制备2种单向织物/双马来酰亚胺树脂基复合材料,测试并对比其面内力学性能。结果表明:预成型体压缩试验中,嵌套效应受压力及织物层数影响较大,压力越高、层数越多,嵌套效应越显著。U3160织物的嵌套效应较KUC160织物更为明显,在较高压力下,KUC160织物预成型体的纤维体积分数较U3160织物的下降了约20%。渗透率测试结果表明:相比U3160织物,KUC160织物0°方向的渗透率较高,而90°方向的渗透率有所降低;这是由于经编线的绑缚作用能促进0°方向的宏观流动,而阻碍90°方向的微观渗透。此外,KUC160织物的经编线与U3160织物的纬向纱线的导流作用也对渗透率有影响。力学性能试验结果表明:相比U3160织物增强复合材料,KUC160织物增强复合材料0°方向的拉伸、弯曲和压缩性能均有所下降,拉伸强度和弯曲模量降幅最大,分别约为11%和21%;而层间剪切强度有小幅提高,增幅约为8%。

碳纤维织物的特点及应用

探讨碳纤维织物的特点及应用。介绍了碳纤维的概念及概况;阐述了碳纤维的种类及应用,按照碳纤维织物中纱线的取向,将碳纤维织物分为3种,其中单向织物质量轻、耐久性好,多用于建筑柱、桥工程等;双向织物分为双向机织物和双向针织物;多轴向织物拉伸性能和抗撕裂性能良好,设计灵活,可应用于航空航天、体育器材、建筑、医疗、风力发动机叶片等工业领域。认为:目前国际市场的碳纤维应用形式已逐渐向碳纤维轴向经编织物转变;世界碳纤维需求量逐年剧增,但核心技术仍被少数发达国家掌握。

血管支架预制件的六角形三维虚拟编织

为解决六角形三维编织血管支架的编织工艺复杂、开发周期长的问题,提出了基于MatLab编程的支架三维虚拟编织方法,以快速完成编织工艺开发。首先,基于六角形编织机底盘的结构特点,对底盘单元进行坐标数值化,从而可将支架编织的工艺和工序转换为不同时刻下携纱器在底盘上的XY平面坐标和运动信息以及纱线在芯棒上的高度坐标z值,并应用数值计算方法进行连接和拟合,建立纱线空间轨迹的数学模型,得到虚拟支架的三维基本形态。然后,将编织支架的三维形态展开为二维形态,分析二维平铺形态下单向支架沿螺旋方向缠绕的特点,应用线性方程组求解纱线的交织点坐标,并通过层内和层间的纱线交织关系判断得到各交织点的交织类型。最后,通过方程修正得到具有六角形编织特征的纱线波动方程,进一步建立了具有纱线立体交织特征的虚拟支架实体化数学模型。经不同编织工艺的支架虚拟仿真实验,将虚拟支架与其实物进行比较发现,虚拟支架均能准确直观地表达实物的几何特征和交织特征。由此验证了虚拟仿真建模的正确性,有利于六角形三维编织工艺的快速开发。

风电叶片用单向复合材料厚度变化研究与分析

风电叶片主梁帽通常采用单向经编织物,通过真空导入成型复合材料。由于真空导入工艺的特点以及织物参数的影响,都会对叶片设计带来一定的困难。选用国内外四种常用单行玻纤织物,研究了复合材料成型工艺和织物参数对复合材料厚度的影响。研究发现单向复合材料厚度与层数存在线性关系,而工艺参数对厚度影响不明显,织物参数对复合材料厚度有明显的影响。研究将为风电叶片设计提供一定支持,并为玻纤企业生产工艺参数调整提供了一定的借鉴意义。

非屈曲织物增强复合材料双轴压缩力学行为

在实际工程应用中,复合材料与构件往往处于复杂的应力状态,开展近似真实载荷环境下的力学实验分析,能够更准确地认识实际应用中材料的真实承载能力和失效机理.基于非屈曲单向碳纤维织物复合材料层合板的细观结构特征,设计了双轴压缩试样,开展了材料单轴、双轴压缩试验研究,对比分析了单向织物复合材料在不同压缩载荷下的力学行为.研究结果表明:非屈曲单向织物复合材料的单轴压缩行为表现为线性、脆性断裂;破坏模式整体表现为剪切屈曲破坏,与单轴压缩相比,双轴压缩载荷作用下材料整体表现为线性、脆性断裂,但其应力-应变曲线表现出一定的非线性特征;双轴1∶1等比例压缩对材料抵抗变形能力有一定强化效应,材料压缩模量增加;双轴2∶1非等比例压缩的结果与之相反,材料压缩模量大幅降低;双轴压缩强度均低于其单轴压缩强度;破坏模式主要表现为分层、基体开裂和纤维断裂,其中以分层现象尤为明显.

填充物对RTM复合材料T型接头拉伸性能影响

分别采用干态碳纤维单向机织物(以下简称单向机织物)和三维编织物作为三角区填充物,制备了RTM成型复合材料T型接头,进行了拉伸破坏对比试验。结果表明,填充物为单向机织物的T型接头拉伸初始破坏发生在三角填充区内部,而填充物为三维编织物的T型接头拉伸初始破坏发生在三角填充区与腹板的圆弧界面处,且后者的拉伸破坏载荷较前者提高了35.6%,但最大破坏载荷未有明显提高。

复合材料带筋壁板预成型体压缩性与渗透性对树脂流动的影响

以航空碳纤维增强树脂基复合材料典型结构件带筋壁板为研究对象,通过对U3160单向织物的组织结构进行分析,根据纤维束的受压变形状态对其压缩响应进行理论建模,然后以纤维束压缩模型为基础,预测了U3160单向织物按0°/45°/90°/-45°铺层时预成型体在压缩应力作用下厚度变化的响应行为。建立了压缩应力作用下纤维预成型体的渗透率解析模型:在织物压缩模型的基础上,建立了纤维束等效渗透率模型;根据张量理论,分别建立了0°、±45°和90°铺层织物等效渗透率模型;运用渗透介质串并联关系,建立了带筋壁板各特征区域渗透率综合表征模型。基于PAM-RTM流动模拟软件,进行分区渗透率定义,在充模过程中对树脂在带筋壁板预成型体中的流动行为进行模拟,优化工艺参数,确定出最终充模方案,并制作带筋壁板实验缩比件进行成型实验,验证了充模方案的合理性。研究结果为制件的成功制作提供理论依据,从而指导生产实践。