三維機織熱塑復合材料制作微結構力學性能及復合固化過程的研究.pdf

1、熱塑復合材料是以各種熱塑樹脂為基體,以玻璃纖維、碳纖維等各種增強纖維為增強材料的復合材料的總稱.熱塑性材料有許多優(yōu)于熱固性材料的優(yōu)點:較好的韌性、耐破壞性;使用壽命長、制成率高、可循環(huán)利用及生產(chǎn)周期短等.與熱固性復合材料相比,先進的熱塑性復合材料的最重要、最具潛力的優(yōu)點是生產(chǎn)過程的自動化,能低成本地生產(chǎn).將來熱塑基體復合材料被廣泛地、擴大化地應用是在預料之中的,特別是混纖熱塑性復合材料在近幾年已經(jīng)得到了較快的發(fā)展和廣泛的應用.目前應用較

2、成熟的加工工藝主要有拉擠成型、纏繞成型、二維織物或單向帶的疊層模壓成型等.三維機織物作為紡織結構復合材料的預制件,具有良好的整體性,是理想的結構復合材料.其抗層間剪切強度、抗沖擊性、損傷容限、斷裂韌性、可靠性等綜合力學性能皆優(yōu)于傳統(tǒng)的層合復合材料.三維結構的紡織預型件加工技術的研究已有20年的歷史,雖然取得了重要進展,但是三維織造的運動配合復雜、紗線之間的交織摩擦大,特別是玻璃纖維、碳纖維等高性能纖維的脆性較大,在加工過程中,極易被損傷

3、.而且由于開口不清,為織造加工帶來了極大的困難,大大限制了織造效率的發(fā)揮.該課題設計了一種高效低成本三維機織熱塑復合材料的制作工藝,以微編紗做為中介媒體,使其同時滿足熱塑樹脂的快速均勻浸潤、苛刻的三維立體織造條件的要求,為三維織造和熱塑復合材料地制作開辟一條新的途徑.建立了纖維-樹脂受力模型,在此基礎上建立了樹脂徑向有限滲透模型、樹脂軸向滲透模型.由兩相流體動力學理論建立樹脂-氣體在纖維介質中的滲流模型.這些模型能對已有的實驗結果做出很