2.5D机织复合材料结构与力学性能关系的研究

本文设计了3种典型2.5D机织物组织,制作了满足要求的试验件。对2.5D机织复合材料经、纬向的拉伸、压缩和层间剪切等性能进行了试验研究,获得了该种材料的主要力学性能参数。分析了这几种材料的结构与性能的关系,得到了一些有益的结论。结论表明,2.5D机织复合材料的拉伸、压缩、剪切强度基本取决于其纱线倾角和纤维体积含量;相同层数的2.5D机织复合材料的拉伸、压缩、剪切强度均表现为深交联>浅交直联>浅交弯联。

基于最小势能原理的2.5D机织物的结构模型

以纬纱为直线、经纱为曲线,建立了2.5D机织物几何结构模型。根据弯矩方程和J.W.S.Hearle原理得到经纱总势能与附加张力、未知的织物结构参数的关系式。当2.5D机织物的尺寸在附加张力作用下趋于稳定时,织物中的纱线系统应满足最小势能原理。根据最小势能原理,将确定经纱曲线方程中结构参数的问题转化为求泛函数极值的问题,利用织物结构的几何和力学特点,再把泛函数的极值问题转化为函数极值来处理,然后利用拉格朗日乘数法求解,得到包含2.5D机织物结构参数与力学指标的微分方程组及约束方程组,更为直接地表达结构参数与力学性能之间的关系,为计算机动态模拟织物的各项力学性能指标提供了一个更为可靠的依据。

立体织物在二氧化硅基复合材料方面的应用前景

为深入研究二氧化硅基复合材料在天线罩材料方面的应用,从不同增韧方式的成型工艺方法、增韧特点出发,综合评价了用于天线罩的颗粒增韧、晶须增韧和连续纤维增韧二氧化硅基复合材料的研究现状,提出适合于增韧二氧化硅基复合材料的立体织物纤维束结构,其中典型的纤维束交织结构包括2.5维机织、正交三向、三维编织及其衍生结构。结合未来导弹天线罩材料的发展趋势,指出了立体织物在二氧化硅基复合材料方面的广泛应用前景和研究重点。