展紗及展紗織物復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及性能的研究.pdf

1、與傳統(tǒng)碳纖維織物相比，展紗織物可以將纖維在織造前展開(kāi)，使得纖維在織物中準(zhǔn)直性好、屈曲少，改善其樹(shù)脂浸潤(rùn)性，縮短浸潤(rùn)和烘干時(shí)間，有效地提升其物理性能和力學(xué)性能，符合先進(jìn)復(fù)合材料輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模、易于成型的要求，成為新材料研究領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文以瑞典OXEON AB公司提供的展紗織物為背景，開(kāi)展了展紗及展紗織物結(jié)構(gòu)及性能的研究，主要完成了以下幾個(gè)方面的工作：
　?。?）對(duì)展紗前后纖維束進(jìn)行了力學(xué)性能、浸潤(rùn)性能以及壓縮特性測(cè)試。實(shí)

2、驗(yàn)表明：碳纖維展紗后，纖維束損傷控制在1％以內(nèi)，力學(xué)性能損失??；纖維束內(nèi)單絲排列較均勻，空隙小，樹(shù)脂浸潤(rùn)性好，無(wú)樹(shù)脂富集區(qū)；浸潤(rùn)樹(shù)脂后，在同等壓力下，纖維壓縮量增大，且浸潤(rùn)樹(shù)脂時(shí)間越長(zhǎng)，壓縮量越大，展紗有利于壓縮量的增大。
　?。?）對(duì)展紗織物及傳統(tǒng)織物結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)展紗織物面密度及纖維束間空隙率進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)表明：展紗織物面密度與經(jīng)、緯纖維束線密度及密度有關(guān)；調(diào)整纖維束展開(kāi)寬度來(lái)改變織物纖維束間的空隙；不同面密度的展紗織

3、物有最佳經(jīng)、緯纖維束展開(kāi)寬度，使織物纖維束間無(wú)空隙；當(dāng)纖維束寬度展開(kāi)一樣時(shí)，展紗織物的面密度越大，織物間空隙率越??；傳統(tǒng)織物纖維束間空隙率大于展紗織物；
　?。?）在合理的假設(shè)基礎(chǔ)上，通過(guò)建立的展紗織物增強(qiáng)結(jié)構(gòu)二維幾何結(jié)構(gòu)模型，預(yù)測(cè)展紗織物內(nèi)纖維束屈曲狀態(tài)，建立展紗織物復(fù)合材料的纖維體積分教的理論公式。實(shí)驗(yàn)表明：將理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值的比較，表明所提出的細(xì)觀幾何模型是合理的，且與傳統(tǒng)展紗織物屈曲角相比，展紗織物屈曲小；
　　

4、（4）以熱固性樹(shù)脂-環(huán)氧樹(shù)脂作為基體，以VARTM成型法將其與展紗織物復(fù)合成型，對(duì)由展紗織物所制作的復(fù)合材料進(jìn)行了拉伸、壓縮、剪切性能測(cè)試，并將測(cè)試結(jié)果與傳統(tǒng)織物、雙軸向織物以及單向織物比較分析。實(shí)驗(yàn)表明：展紗織物制成復(fù)合材料時(shí)，織物按無(wú)相疊層構(gòu)造時(shí)拉伸強(qiáng)度優(yōu)于同相排列；展紗織物復(fù)合材料拉伸、壓縮性能均優(yōu)于傳統(tǒng)1K、3K機(jī)織物、多軸向織物和單向布均制備成復(fù)合材料；展紗織物復(fù)合材料界面強(qiáng)度弱，層間剪切強(qiáng)度低。
　　（5）針對(duì)傳統(tǒng)多輥