三維整體空心機織物復合材料的研制及其性能研究.pdf

1、與普通三維機織物體積相當?shù)那闆r下，三維整體空心機織物具有更輕的質量；與一般的空心結構相比，三維整體空心機織物表現(xiàn)出優(yōu)異的結構整體性，避免了普通空心結構層間粘接不牢、易脫層的缺點。基于這兩大優(yōu)勢，三維整體空心機織物復合材料的性能/質量比將大大提高，是未來材料發(fā)展的一大趨勢。研究與開發(fā)空心結構紡織復合材料已成為復合材料發(fā)展的實際需要并已成為國外發(fā)達國家研究與發(fā)展的重點之一。 本文采取理論與實際相結合的方式，設計了多種經(jīng)向截面為六邊形

2、的三維整體空心機織物結構，分析了其結構特點。通過實際制織多種三維整體空心機織物及其復合材料并進行復合材料準靜態(tài)、落錘沖擊、落錘沖擊后的壓縮性能測試，獲得了如下結論： 影響三維整體空心機織物復合材料準靜態(tài)沖擊時能量吸收性能的因素主要包括織物結構；纖維原料；纖維體積含量以及試樣厚度。當采用相同的纖維原料而織物結構不同時，其能量吸收性能主要織物結構內(nèi)六邊形的面板長度B、接結長度A、D處接結方式以及C處匯合方式?jīng)Q定；當采用相同的織物結構

3、而纖維原料不同時，纖維原料的拉伸強度越大、拉伸模量越小，能量吸收性能越好，纖維的斷裂伸長率越大，其能量峰值較大；纖維體積含量對能量吸收性能影響較小，當試樣的纖維體積含量在較大的范圍內(nèi)波動時，試樣的單位厚度總吸收能量在很小的范圍內(nèi)波動：試樣厚度對單位纖維體積含量總吸收能量有一定的影響。 影響三維整體空心機織物復合材料落錘沖擊時能量吸收性能的因素同樣包括織物結構；纖維原料；纖維體積含量以及試樣厚度。當采用相同的纖維原料而織物結構不同

4、時，織物結構的空心效果越明顯，復合材料單位總吸收能量越少；當采用相同的織物結構而纖維原料不同時，在其他因素相同或相近的前提下，纖維的拉伸強度越大，拉伸模量越小，復合材料能量吸收性能越好；纖維體積含量與復合材料單位厚度總吸收能量存在近似二次方的關系；試樣厚度變化較大時，厚度對其能量吸收性能影響較大，隨著厚度的增加，其單位纖維體積含量總吸收能量增加。 對三維整體空心機織物復合材料進行沖擊后的壓縮性能測試，結果表明：當采用相同的纖維原