图像检测非织造材料纤维取向的主因素探讨

为研究图像处理过程中影响纤维取向检测结果的因素,以模拟的非织造纤网为研究对象,采用二维离散傅里叶变换技术(DFT),提取纤网中的纤维取向分布形态,重点探讨图像处理过程中阈值选取和形态处理对纤维取向检测结果的影响。结果表明:图像灰度分布均匀性不理想时,采用Otsu法选取的阈值分割效果最佳,能够较准确地分析纤维取向,当目标区域和背景区域的像素数量相差太大时,KSW熵法优于Otsu法。对于纤维分布不均匀且较稀疏的纤网,可采用腐蚀运算进行形态处理;而纤维分布密集的纤维网,采用膨胀运算,更有利于纤维取向特征的提取;当纤维分布较均匀时,一般可选择开运算。

基于PET-CNT自感应复合纤网插层的玻璃纤维增强复合材料层间增韧-结构监测一体化响应

为了避免玻璃纤维增强复合材料(GFRC)在服役过程中由于局部分层损伤造成灾难性整体失效,采用高孔隙率、薄型聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)非织造纤网构筑PET-碳纳米管(CNT)自感应复合纤网插层,再将插层嵌入玻纤增强体层间一体成型,在改善GFRC层间性能的同时,对其结构健康状态进行原位、实时、在线的无损监测。结果表明:PET-CNT复合纤网改性GFRC的起始断裂韧性和扩展断裂韧性分别提高了86%和48%,有效提升了GFRC的I型层间断裂韧性。另外,在裂纹扩展阶段,PET-CNT复合纤网插层的电阻变化率增益因子高达270%,表现出了极高的层间裂纹监测敏感性。研究结果为提升GFRC力学性能并实现结构健康监测提供了一种集成结构增韧-监测功能一体化的新型非织造复合纤网插层,也为提升GFRC全寿命周期稳健性提供了一种结构优化方法。

口罩过滤材料的三维结构建模

非织造材料中包含大量细小立体弯曲通道,广泛应用于口罩的过滤层。结构决定材料的性能,为建立非织造织物的细观三维结构,通过全自动显微镜采集的50图层序列图像,经自行研发的软件得到非织造布的三维点云,在GeomagicStudio软件中建立了织物试样的三维模型。非织造布的三维重建图像结果显示,三维建模的方法能真实地模拟仿真纤维在非织造布中的三维堆砌结构。