针刺石英机织布损伤表征及针刺毡纤维分布取向的变化

为探究针刺工艺中针刺密度的持续变化对3D针刺石英复合材料预制体中的机织石英布的损伤程度影响及对石英毡纤维分布取向的影响,采用体式显微镜对不同针刺密度下的机织物形貌的变化进行图像采集,并提出一种基于MATLAB软件可表征不同针刺密度对石英机织物损伤程度的方法。采用岛津AGS-250KNE拉伸试验机对不同针刺密度下的机织物样品进行拉伸性能测试,采用DHU-11非织造纤维取向分析仪对不同针刺密度下0°~180°范围内非织造石英毡的纤维取向分布进行测试。结果表明,当针刺密度分别为210刺/cm^(2)和245刺/cm^(2)时,相应的表征破损程度R值近似相等,即R_(210)=0.518近似等于R_(245)=0.515,可认为当针刺密度达到210刺/cm^(2)时,针刺机织物力学性能损伤达到极限;针刺密度为0时,非织造石英毡的纤维取向分布呈明显正态分布。同一针刺密度下的纤维取向分布在0°~15°和165°~180°范围内,及在90°下的纤维分布量明显大于其他角度下的纤维分布量,且随着针刺密度的增加,同一角度下的纤维取向分布量总体呈逐渐减小趋势。