三維機(jī)織熱塑復(fù)合材料制作微結(jié)構(gòu)力學(xué)性能及復(fù)合固化過(guò)程的研究.pdf

1、熱塑復(fù)合材料是以各種熱塑樹(shù)脂為基體,以玻璃纖維、碳纖維等各種增強(qiáng)纖維為增強(qiáng)材料的復(fù)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(diǎn):較好的韌性、耐破壞性;使用壽命長(zhǎng)、制成率高、可循環(huán)利用及生產(chǎn)周期短等.與熱固性復(fù)合材料相比,先進(jìn)的熱塑性復(fù)合材料的最重要、最具潛力的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化,能低成本地生產(chǎn).將來(lái)熱塑基體復(fù)合材料被廣泛地、擴(kuò)大化地應(yīng)用是在預(yù)料之中的,特別是混纖熱塑性復(fù)合材料在近幾年已經(jīng)得到了較快的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用.目前應(yīng)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(jī)織物作為紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的預(yù)制件,具有良好的整體性,是理想的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料.其抗層間剪切強(qiáng)度、抗沖擊性、損傷容限、斷裂韌性、可靠性等綜合力學(xué)性能皆優(yōu)于傳統(tǒng)的層合復(fù)合材料.三維結(jié)構(gòu)的紡織預(yù)型件加工技術(shù)的研究已有20年的歷史,雖然取得了重要進(jìn)展,但是三維織造的運(yùn)動(dòng)配合復(fù)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(guò)程中,極易被損傷

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