雙軸向經(jīng)編增強(qiáng)織物縫合工藝對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能影響的研究.pdf

1、傳統(tǒng)復(fù)合材料層合板的最大缺點(diǎn)是各向異性、層間強(qiáng)度低、層間斷裂韌性差、沖擊損傷容限低，從而限制了它在輕型結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。 穿過(guò)增強(qiáng)織物厚度方向的縫合可以有效地改善增強(qiáng)復(fù)合材料的層間性能和損傷容限；同時(shí)，縫合技術(shù)也可用于縫合連接立體織物，形成三維編織不能一次成型的復(fù)雜構(gòu)件；還可以通過(guò)一定設(shè)計(jì)，把平面材料組合成各種無(wú)接點(diǎn)的整體結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行縫合。因此，縫合技術(shù)在復(fù)合材料上的應(yīng)用具有很大的發(fā)展空間。 軸向經(jīng)編織物以其優(yōu)越的物理機(jī)械性

2、能而在增強(qiáng)復(fù)合材料中應(yīng)用越來(lái)越廣。本課題對(duì)現(xiàn)有的普通工業(yè)用縫紉設(shè)備進(jìn)行局部簡(jiǎn)單改造，使之試驗(yàn)性地用于雙軸向經(jīng)編增強(qiáng)織物的縫合，縫合時(shí)采用了3種縫合線、7種縫合密度及2種縫合線軌跡，利用真空輔助樹(shù)脂轉(zhuǎn)移模型(VARTM)法對(duì)縫合預(yù)制件進(jìn)行不飽和聚酯樹(shù)脂的注塑，固化成型后，按照標(biāo)準(zhǔn)將板材切割成所需試驗(yàn)尺寸。 參照ASTM標(biāo)準(zhǔn)，本課題自制了雙懸臂梁(DCB)試件所用的鉸鏈夾具，著重測(cè)試了縫合復(fù)合材料和非縫合復(fù)合材料的Ⅰ型層間斷裂韌性值

3、。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：相對(duì)于非縫合復(fù)合材料，縫合使復(fù)合材料的Ⅰ型層間斷裂韌性值有了明顯的提高。同時(shí)本課題也制作了單邊切口彎曲(ENF)試件，對(duì)復(fù)合材料的Ⅱ型層間斷裂韌性值進(jìn)行了試探性測(cè)試，從測(cè)試結(jié)果做定性分析得出：縫合同樣也提高了復(fù)合材料的Ⅱ型層間斷裂韌性值。層間加載破壞過(guò)程是一個(gè)聲發(fā)射過(guò)程，本課題用聲發(fā)射信號(hào)來(lái)描述整個(gè)層間裂縫的擴(kuò)展過(guò)程。 為了研究縫合工藝參數(shù)對(duì)縫合復(fù)合材料性能的影響，本課題對(duì)多種縫合工藝參數(shù)的縫合復(fù)合材料進(jìn)行了Ⅰ型層間

4、斷裂韌性測(cè)試，并同時(shí)測(cè)試了拉伸和彎曲性能。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：在只變動(dòng)一個(gè)縫合工藝參數(shù)，其它縫合工藝參數(shù)相同的情況下，隨著縫合密度的增大，Ⅰ型層間斷裂韌性值提高的幅度越大，復(fù)合材料的拉伸、彎曲性能的降低幅度也越大；縫合線越粗，強(qiáng)力越大，Ⅰ型層間斷裂韌性值提高的幅度越大，拉伸、彎曲性能降低的幅度也越大；采用改進(jìn)鎖式縫合比采用鎖式縫合Ⅰ型層間斷裂韌性值提高的幅度大，且復(fù)合材料的拉伸、彎曲性能的降低幅度小，因此，采用改進(jìn)鎖式的縫合效果好。以上可以看