導電纖維紡織結(jié)構溫度-應變傳感性能的研究.pdf

1、針對工程材料上高溫下大應變傳感的要求,本文采用耐高溫的導電纖維為原料,設計了一種紡織結(jié)構。論文主要分為三部分:第一部分是研究導電纖維紡織結(jié)構的電路網(wǎng)絡模型。第二部分是研究碳纖維紗及其織物的電阻與溫度的關系。第三部分是研究一定溫度下碳纖維紗織物電阻對應變的響應、溫度和應變同時變化下碳纖維紗織物電阻的變化情況和溫度應變可同時測量的碳纖維紗織物。
　　 本論文首先對智能纖維和智能紡織品及其國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進行了分析,論述了本文研究的目的

2、與意義,指出論文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點、重點、難點和關鍵點。
　　 為了研究不銹鋼纖維紗和碳纖維紗織物電阻對應變響應的機理,本文首先對經(jīng)編紡織結(jié)構中單個線圈進行分析和模擬,把單個線圈看作是兩個與長度相關的電阻RI、R2和一個接觸電阻Rc組成的電路,分析其在拉伸力作用下線圈中弧長的變化情況。其次,模擬織物的網(wǎng)絡電路,列出織物等效電阻的計算方程,由于所要求解的方程比較復雜,利用MATALAB語言計算方程,得出不銹鋼纖維紗和碳纖維紗紡

3、織結(jié)構的等效電阻與實驗所測得的織物電阻的變化情況基本相同,這說明織物應變的傳感機理主要是由應變變化過程中紗線間的接觸電阻變化引起的。
　　 針對高溫下大應變傳感的要求,將碳纖維紗編織成單經(jīng)編織物,研究碳纖維紗織物電阻與溫度的關系。通過實驗發(fā)現(xiàn)碳纖維紗電阻隨溫度的增加而線性減小,碳纖維紗織物電阻隨溫度的增加而減小,且在一定范圍內(nèi)成線性關系。碳纖維紗織物電阻隨溫度變化的機理主要是紗線時間接觸電阻變化引起織物電阻的變化。通過一系列實驗

4、和分析,證明了碳纖維紗織物結(jié)構是可以用來進行高溫傳感測量。
　　 探索了碳纖維紗織物電阻隨溫度和應變同時變化時的響應,首先將碳纖維紗織物在一定溫度下拉伸至不同的最大應變,隨著溫度的增加不同拉伸回復循環(huán)的電阻差異相應的減小,不同溫度下拉伸至不同最大應變的碳纖維紗織物重演性較好。其次研究溫度和應變同時變化下碳纖維紗織物電阻的響應情況,得出一個循環(huán)中碳纖維紗織物隨溫度和應變的增加而減小,溫度和應變同時變化下的碳纖維紗織物的重演性隨著循