不同结构UHMWPE纤维纬编针织复合材料弯曲性能

以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为原料,在电脑横机上编织出较理想的UHMWPE纤维纬平针、罗纹、畦编针织结构织物。采用VARTM工艺、(0°,90°)3s铺层方式成功制备了六层纬平针、六层罗纹以及六层畦编UHMWPE纤维纬编针织复合材料板。对三种复合材料板的弯曲性能及其影响因素进行研究,比较并分析其弯曲应力-挠度变化曲线和破坏形式。结果表明:三种UHMWPE纤维纬编针织结构增强复合材料的弯曲应力-挠度曲线具有非线性特征,曲线均类似于抛物线;其中,纬平针织结构复合材料的弯曲强度最大,罗纹次之,畦编最小;承受弯曲破坏的主要是树脂基体,没有出现增强体断裂、撕开等现象,表明由高强聚乙烯纤维制成的增强体材料具有较强的韧性与较高的强力。

针织复合材料的研究进展

介绍用于先进复合材料增强的现行针织工艺和针织复合材料的力学性能。

苎麻纬编针织复合材料的研制

用 RTM成型工艺对用苎麻和玻璃纤维设计、织造的米拉诺罗纹加衬纬和变化畦编加衬纬纬编针织物与树脂进行复合 ,并测试和分析了织物复合前后的拉伸性能。结果发现 ,纬编针织复合材料的拉伸性能主要取决于衬纬纱 ;变化畦编加衬纬复合材料的强度比米拉诺加衬纬的高 ;

针织复合材料的力学性能

本文介绍了针织复合材料预型件的制造工艺：研究其面内和面外力学性能：并与机织复合材料进行了比较。

UHMWPE纤维纬编针织复合材料的制备工艺研究

以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为原料,实现其在电脑横机上的编织,将6层纬平针织物、6层罗纹织物以及6层畦编织物分别通过真空辅助树脂传递模塑成型技术(VARTM)复合成复合材料板。VARTM工艺的最大优点是模具简单、成本低、模具抽真空形成负压使纤维与树脂分布更均匀。综合考虑UHMWPE纤维特点及VARTM工艺的工艺条件,实验用树脂为粘度低、浸润性好的环氧树脂;为使制备的复合材料均衡对称,采用(0°,90°)3s铺层方式;成功制备出了比较理想的纬平针、罗纹和畦编UHMWPE纤维纬编针织增强复合材料,为后续UHMWPE纤维纬编针织复合材料力学性能的研究及其拓展领域的应用奠定了一定的理论和实验基础。

针织复合材料人工气管的开发及力学性能研究

介绍了一种新型的针织结构复合材料人工气管支架的原料、编织与涂层方法 ;对其拉伸和压缩等机械性能进行了初步研究 ,并和成年犬气管的力学性能进行了对比 。

双轴向经编针织复合材料的弹道侵彻破坏

通过真空辅助树脂传递模压法（VARTM）制造双轴向经编针织复合材料。在350～750m/s冲击速度范围内对复合材料作弹道冲击测试，得到弹体的入射速度、剩余速度及动能损失，弹体的剩余速度与入射速发近似满足线性关系，动能损失随弹速的增加呈现先上升后下降的状态。考察复合材料靶体的弹道侵彻破坏损伤形态，发现复合材料受弹面的破坏区域较子弹出射面的破坏区域小且破坏形态不同，由此揭示双轴向经编针织复合材料的弹道侵彻破坏模式与机理。

双轴向经编针织复合材料的冲击压缩性能

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对双轴向经编针织(BWK)复合材料在面外、面内共三个方向进行了高应变率压缩试验,并在MTS材料试验机上进行了准静态压缩试验。计算并提取各应变率下的应力-应变曲线,观察各应变率下材料的破坏形态特征。结果表明,双轴向经编针织(BWK)复合材料具有应变率敏感性和各向异性,在面外压缩中其破坏形态主要是剪切破坏,在面内压缩中准静态下为剪切破坏,在高应变率下为分层破坏。

苎麻三维结构纬编针织复合材料预制件的研制

用苎麻和玻璃纤维设计、织造了米拉诺罗纹加衬纬和变化畦编加衬纬三维结构纬编针织复合材料预制件 ,并测试和分析了预制件的拉伸性能 .结果发现 :米拉诺罗纹组织的织物强度和衬纬强度都比变化畦编组织高 ;苎麻纱线性能的一致性差 ,易发生非均匀断裂 。

针织复合材料力学性能的研究

针织复合材料与单向纤维增强复合材料和别的纺织复合材料(如机织、编织增强复合材料)相比,具有生产率高、制造费用低、断裂韧性高、冲击抗力好及对复杂形状易于成型等优点,特别适用于制造复杂形状的构件(有低的形成阻力)。此外,针织工艺速度快、费用低,几乎许多平的和网形或近网形织物能用现有的针织机生产。介绍了针织复合材料预形件的制造工艺以及面内和面外的力学性能,并与机织复合材料进行比较。

纬编针织复合材料的原料及结构

针织结构增强复合材料主要分为两大类:经编针织结构增强复合材料和纬编针织结构增强复合材料。与经编针织结构增强复合材料相比,纬编针织结构增强复合材料具有更好的能量吸收性能、抗冲击性能、抗疲劳性能和成型性等,因此在各个技术领域受到人们的深入研究和应用。阐述应用在纬编针织结构增强复合材料中的增强体原料、基体材料和增强体结构,并分析纬编针织结构增强复合材料的应用和发展前景。

碳纤维针织复合材料的开发应用

基于碳纤维具有高强高模的性能特点,详细分析碳纤维针织复合材料的研制和应用情况,包括在航空航天、国防军事、电子信息等高科技产业领域的应用和其他领域如体育界、医疗界等的应用。并对较常用的复合材料增强结构——多轴向无屈曲织物的结构设计、材料选择、生产技术等进行研究,表明多轴向无屈曲织物设计灵活,使增强织物具有良好的力学性能,能够制成具有理想机械性能和运行性能的构件。最后提出可以开发碳纤维针织复合材料,形成从聚丙烯腈基碳纤维原丝到碳纤维复合材料的产业链。

双轴向纬编针织复合材料准静态侵彻性能及有限元模拟

本文使用双轴向纬编针织复合材料,利用MTS得出材料准静态侵彻实验的载荷-位移曲线,并计算得出侵彻功-位移曲线。运用有限元方法,模拟整个破坏过程,通过计算得出理论上的载荷-位移曲线和侵彻功-位移曲线。将模拟结果与实验结果进行比较,表明两种分析结果具有较好的一致性,并揭示双轴向纬编针织复合材料准静态侵彻机理。

碳纤维经编针织复合材料钻孔过程有限元建模与实验研究

为了研究碳纤维经编针织复合材料的钻削加工过程,通过分析经编针织物的细观结构,利用有限元分析软件ABAQUS建立复合材料钻削有限元模型,并联合用户子程序VUMAT定义复合材料的本构模型,模拟钻削加工过程。仿真结果表明:Z向轴向力与进给速度呈正相关,与主轴转速呈负相关。通过对碳纤维经编针织复合材料进行钻削实验,将实验结果与仿真结果进行对比,验证了有限元模型的正确性。为碳纤维经编针织复合材料钻削加工过程的优化提供了理论依据。

近年针织复合材料能量吸收性能研究进展

介绍了近年来针织结构增强复合材料在能量吸收性能方面的研究进展,综述了实验方法、不同结构和铺层方式对能量吸收性能的影响以及相关复合材料破坏的机理,对进一步研究针织复合材料的能量吸收性能有一定的参考价值。

竹原纤维/丙纶纬编针织复合材料的制备及拉伸性能研究

以竹原纤维纱线和丙纶长丝为原料,在电脑横机上织造了平针、罗纹和罗纹空气层3种纬编针织物,再用热压成型方法将其制成复合材料,并进行拉伸性能测试。实验结果表明:3种复合材料的拉伸强度和弹性模量都是纵行方向大于横列方向,而断裂伸长率则相反;在3种不同的组织结构中,平针复合材料的拉伸强度和弹性模量最大,罗纹空气层复合材料次之,罗纹复合材料最小;对罗纹复合材料而言,较佳的热压温度和时间分别是175℃和10min。

不同结构UHMWPE纤维纬编针织复合材料压缩性能

针对高性能超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的特性,成功编织出纬平针、罗纹、畦编3种针织物。采用真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)技术,分别制备出6层纬平针、6层罗纹以及6层畦编织物复合材料板。对3种结构复合材料进行压缩试验,并比较分析了比压缩强度-应变曲线、比压缩能量-应变曲线、比压缩能量-应变拟合曲线,分析了压缩过程中的能量吸收情况及材料的破坏形式。结果表明:纬平针结构复合材料的比压缩强度和比压缩能量均最大,其次是罗纹,畦编最小;且3种结构复合材料的压缩破坏过程均不属于脆性破坏;由于材料表现出较好的柔韧性,试样的比压缩能量与压缩应变呈线性相关;相同结构复合材料纵、横向比压缩强度-应变曲线和比压缩能量-应变曲线几乎重合。基体沿增强结构呈分层现象的破坏和树脂的塑性变形是材料的主要破坏形式。

复合纱针织物复合材料最佳成型厚度估算

为了确定针织增强热塑性复合材料热压成型时的最佳成型厚度,采用复合纱的方法,通过理论分析和推导,得到了用增强纤维和热塑性基体纤维的线密度和体积密度、复合纱中2种纤维的股数以及复合纱针织预制件的线圈总密度和线圈长度表示的复合材料理论热压成型厚度计算公式,并通过实验确定了实际最佳成型厚度与理论成型厚度之间的关系,为复合纱针织增强热塑性复合材料的制备提供了参考依据。

新型针织结构复合材料人工气管的开发及其力学性能实验研究

介绍了一种新型的针织复合材料人工气管的制作原料、编织与涂层方法;对其材料的拉伸和支架的压缩等性能进行了初步的研究,并和成年犬气管的力学性能进行了对比,证实了其力学上的可行性。

多轴向经编针织(MWK)复合材料SHPB动态响应

利用霍普金森杆(SHPB)横向冲击多轴向经编针织复合材料,在不同子弹冲击速度下测试材料动态响应,通过计算得出载荷与时间的关系曲线;实验表明:材料的抗分层性能出众;在准静态三点弯曲载荷下,试样破坏模式为典型的弯曲破坏;在SHPB冲击载荷下,试样破坏模式以基体开裂、纤维与基体界面破坏和纤维断裂抽拔为主。