平面织物复合材料机械性能的数值细观力学分析

本文根据应变能等效原理,利用有限元分析方法,处理了单层平面织物复合材料弹性性质的细观力学估算问题.建立了平面织物增强树脂的单方向波纹模型,对于织物的结构,组分性质与复合材料的宏观性能的关系作了系统处理.给出了一组较完整的平面织物复合材料单层弹性常数的估算结果,数值予告与实验结果比较,表明文中所提出的方法是有效的,并且可以进一步用它来考虑更为完善的平面织物复合材料二维波纹模型的分析.

平面织物成型研究(英文)

综述了平面织物成型过程 ,详细讨论了贴膜成型原理 ,分析了平面织物在成型过程中所有可能出现的空隙、重叠、起拱、起皱、单层厚度不匀、层间滑移以及面内过度剪切等等不正常情况 .介绍了平面织物成型的铺覆建模方法 ,举例说明了在二维增强织物成型设计中插入省的重要作用 .此外 ,提出了几种适用的评价平面织物可成型性的方法 .研究发现 ,平面织物的面内剪切性能对于平面织物的三维曲面成型至关重要 。

平面三向织物的结构与性能

作为一种性能独特的轻质高性能产业用布以及复合材料增强相,平面三向织物自问世以来便在发达国家得到广泛的研究和应用,而我国的相关研究却相对缺乏。针对这个问题,从平面三向织物的历史沿革、已有研究出发,总结分析了平面三向织物的织造原理、组织结构、性能特点和应用前景。为研发国防军工所需的高性能复合材料,结合平面三向织物在工程应用研究的价值与意义,提出了开展三向织物产品、性能及织造技术研究的建议。

平面三向织物增强橡胶复合材料的偏轴拉伸性能研究

研究了平面三向织物增强橡胶复合材料的偏轴拉伸性能,并与平纹织物增强橡胶复合材料的偏轴拉伸性能进行了对比,同时分析了试样形状(长方形和哑铃形)对织物增强橡胶复合材料的偏轴拉伸的影响。结果表明,平面三向织物增强橡胶复合材料在各个方向的拉伸断裂强度及断裂伸长率变化较小,表现出准各向同性,而平纹织物增强橡胶复合材料则表现为明显的各向异性;哑铃形试样更适合织物增强橡胶复合材料的偏轴拉伸性能测试。

平面三向织物复合材料增强体顶压性能有限元分析

借助绘图软件PRO/E构建用于研究顶压性能的平面三向织物、平纹织物和冲头的结构模型,并利用有限元软件ANSYS对其力学性能进行模拟分析。分别表征平面三向织物和平纹织物的形态变化、应力及应变分布情况,并研究平面三向织物相对平纹织物性能优势及织物的顶压破坏形式。结果表明:在同样载荷作用下同样面密度的平纹织物的形态位移变化是平面三向织物的2倍,平面三向织物抵抗顶压的能力好于平纹织物;在同样载荷作用下同样面密度平纹织物的最小顶压应力和应变均大于平面三向织物,表明平面三向织物分散载荷效果好于平纹织物。

平面三向织物及其增强橡胶复合材料的顶破性能研究

采用实验方法研究了平面三向织物(TWF)及其增强橡胶复合材料(TWFR)的顶破性能,探讨了冲头速度(100、300、500mm/min)和形状(圆锥形、半球形和圆柱形)对顶破性能的影响。同时对比分析了平纹织物(PWF)及其增强橡胶复合材料(PWFR)的顶破性能。结果表明,较钝的冲头产生较高的荷载位移斜率,较大的断裂载荷和较小的初始损伤位移;试样的破坏形态表明TWF显示出稳定的结构,并且在破裂后损伤不易扩展;随着冲头速度的增大,TWFR的载荷位移曲线斜率和破坏载荷均有所升高,但初始损伤位移减小;TWF的载荷位移曲线变化不明显。

平面三向织物增强橡胶复合材料撕裂性能研究

研究了平面三向织物及其增强橡胶复合材料的撕裂性能,分别对预切口平行于平面三向织物中某一组纱线和平行于平面三向织物中相邻两组纱线角平分线方向2种情况下的撕裂性能进行研究,并与平纹织物增强橡胶复合材料进行了对比。结果表明,平面三向织物及其增强橡胶复合材料的撕裂过程可分为初始阶段、预切口张开阶段和撕裂口扩展阶段等3个阶段,分别与撕裂载荷-位移曲线低模量区、高模量区和震荡区相对应;预切口与纱线平行时,平面三向织物及其增强橡胶复合材料具有较高的撕裂载荷和较大撕裂起始位置;相对于平纹织物,平面三向织物及其增强橡胶复合材料沿两种预切口撕裂载荷差异较小。

平面四轴向机织物的顶破性能研究

四组纱线以45°角相互交织,在交织点处呈"米"字形结构的织物,称之为平面四轴向机织物。平面四轴向机织物由于斜纱的存在,具有各向均匀性好、耐冲击性优良、形态稳定性好等优点。对相同面密度的四轴向机织物、叠层四向机织物和常规机织物的厚度和顶破强力进行了试验对比分析。结果表明:平面四轴向机织物的厚度大于常规机织物,但小于叠层四向机织物;平面四轴向机织物的顶破性能明显优于叠层四向机织物和常规机织物。

平面四轴向机织物的基本结构分析

在平面四轴向机织物组织中,四组不同的纱线共同形成一个米字形基本结构。根据四组纱线的交织情况对平面四轴向机织物基本结构的形式和数量进行探讨,并根据基本结构的稳定程度将其分为稳定结构和不稳定结构两大类,为已经织造出来的平面四轴向机织物的结构提供了理论解释,并为后人的研究提供基础。

碳纤维平面三向机织物细观结构分析

采用计算机断层扫描(Micro-CT)技术观察碳纤维平面三向机织物(CFTWF)横截面的细观形貌,获得织物中纱线的屈曲形态,再结合纱线交织规律,构建CFTWF细观结构单胞模型,并基于单胞模型的几何关系推导CFTWF细观结构参数的几何关系式。对比和分析CFTWF基本结构参数的理论计算值与实测值发现,两者的相对误差在8.29%以内,表明该细观结构单胞模型具有较高的准确性,且研究发现CFTWF面内结构实际是以正六边形空洞和正三角形空洞相间规则分布的。

玄武岩织物增强泡沫板材保温性能分析

探讨玄武岩织物复合板材的保温性能。以耐高温玄武岩长丝为原料,采用机织工艺织造纤维增强体预制件,并在平面织物和中空织物腔体中填充聚氨酯泡沫,织物表面复合树脂,加工了不同结构的三明治型复合板材,对板材的保温性能影响因素进行了分析。结果表明:同等密度的平面织物增强板材保温性能优于中空织物增强板材;中空织物面层的组织密度变化对板材保温性能影响不大;随着泡沫填充密度的增加,板材的导热系数上升,保温率下降。认为:在满足板材机械性能要求的前提下,控制填充材料的用量可以降低生产成本,提高板材保温性能。

玻璃纤维织物壁纸

本发明涉及的玻璃纤维织物壁纸是一种玻璃纤维平面织物,在它的一面上有热塑性永久粘合剂。该粘合剂最好是不溶于水的熔化粘接剂或热熔型粘合剂。这样,对其一面进行热处理后,一旦冷却即永久粘附。使用普通方法粘贴即可,如剪贴或滚压。在粘贴层可放置一层可揭下的纸箔。此玻璃纤维织物是可牢固粘贴的。

曲面三维横编间隔织物复合材料的压缩性能

为研究曲面三维横编间隔织物增强复合材料的压缩性能,为后续低速冲击及剩余强度的研究提供实验数据,制作了满足要求的试样。将三维横编间隔织物织成平面与曲面2种,再分别制成2组不同曲率的复合材料。将不同曲率增强复合材料置于电子万能材料试验机上测试其压缩性能,分组比较其载荷与位移的曲线关系。结果表明:在其他条件相同时,不论是平面间隔织物复合材料还是曲面间隔织物复合材料,横向压缩载荷峰值都明显高于纵向;同组复合材料随着织物样片曲率的增大,压缩载荷峰值也呈逐渐增大趋势。

碳纤维三向织物约束混凝土轴压力学性能研究

利用碳纤维平面三向织物对混凝土柱进行加固,通过对两种不同约束方案下混凝土的轴向压缩性能的研究。利用DIC技术对试样进行局部应变检测,进行了受力分析。结果表明:用三向织物约束混凝土柱具有明显的加固效果,三向织物的纬纱沿轴向约束混凝土的加固效果最好,约束比可达1.68;不同约束方式对应的破坏模式差异较大。根据三向织物各组纱线的应变变化规律,提出了相应的受力分析模型。

画框式剪切测试装置的运动规律、缺陷及改进

主要讨论了画框式剪切试验装置的运动规律 ,提出了在特定的临界范围内 ,可以将画框的运动看作是准静态过程进行处理的思想。然后 ,对该试验法存在的问题进行了探讨 ,并通过对仪器结构的具体分析 ,做了相应的改进。

腹板开口对复合材料梁腹板剪切承载性能的影响

针对平面编织复合材料梁腹板结构剪切载荷作用下的面内剪切屈曲失稳和后屈承载能力问题,采用实验与有限元方法进行了研究。结合实验所得应变分布规律与有限元分析所得失稳模态分析了梁腹板结构剪切失稳特点。后屈曲承载分析中引入了平面织物复合材料Hashin失效准则,获得的结构主要失效模式包括纬向纤维压溃和经向纤维拉断,与实验结果符合良好。基于经实验结果验证的有限元模型进行了参数化研究,分析了腹板开口尺寸和开口形式对平面织物复合材料梁腹板剪切稳定性、承载能力和破坏模式的影响。研究结果可为复合材料结构设计和强度评估提供参考。

纺织材料在建筑中的应用与研究进展

纺织材料应用在混凝土建筑中可以明显改善混凝土的性能,提高其耐久性。文章介绍了现代建筑对混凝土材料的要求以及纺织材料在超高性能混凝土中的应用,简述了增强混凝土用纺织材料的分类和研究进展,并对未来的研究方向提出了建议。

3D刺绣家具

德国设计公司埃斯林格工作室带来了一种实验性"3D刺绣家具",埃斯林格的设计团队运用了三维织物技术将传统的二维产品创新为立体家具。这一产品维度的跳跃性转换,正是归功于埃斯林格工作室的设计师将最新的高科技材料和新型的纺织刺绣技术的巧妙结合。

混杂铺层层板穿透挖补修理后拉伸性能

对经穿透挖补修理后的平面编织混杂铺层层板的拉伸性能进行了试验研究,结果表明初始损伤相同时,挖补斜度为1∶30的试件的拉伸强度最高,可以达到完好板强度的97.8%,并且不同挖补斜度的试件表现出不同的破坏模式。此外挖补斜度相同时增大初始损伤会导致拉伸强度降低。在试验基础上建立渐进损伤有限元模型,并对修理试件的拉伸强度及破坏过程进行研究,数值模型得到的极限强度和破坏模式与试验结果吻合良好。