雙軸向緯編針織熱塑性復(fù)合材料的制造及其力學(xué)性能研究.pdf

1、近年來(lái)，產(chǎn)業(yè)用紡織品在整個(gè)紡織品中所占的比重不斷上升，其中以高性能纖維織物作為增強(qiáng)體的熱塑性復(fù)合材料發(fā)展較快。緯編針織物生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，有較高的生產(chǎn)效率，作為增強(qiáng)體再與熱塑性基體復(fù)合將賦予材料優(yōu)良的成型性、抗沖擊性和較低的生產(chǎn)成本。而預(yù)定向增強(qiáng)緯編針織物因其優(yōu)異的平面拉伸力學(xué)特性以及良好的抗剪切、抗撕裂等性能，在復(fù)合材料領(lǐng)域里得到了廣泛的應(yīng)用。為進(jìn)一步促進(jìn)預(yù)定向針織增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展和在復(fù)合材料中的應(yīng)用，研究這類織物增強(qiáng)復(fù)合材料的新型技術(shù)的加

2、工制造及力學(xué)性能，有著十分重要的意義。 本文主要探討如何利用玻璃纖維和丙綸的混并紗來(lái)加工雙軸向緯編針織熱塑性復(fù)合材料及其力學(xué)性能，內(nèi)容包括雙軸向緯編針織物預(yù)制件的編織，熱塑性復(fù)合材料的熱壓成型加工以及試樣的拉伸試驗(yàn)和分析。論文首先通過(guò)對(duì)雙軸向緯編針織物的可編織性的實(shí)驗(yàn)與分析，編織出了三種不同類型的雙軸向緯編針織物，探索出了用手搖橫機(jī)編織時(shí)的工藝參數(shù)和需要注意的問(wèn)題。 論文接著對(duì)編織的雙軸向緯編針織物采用單層和雙層鋪層的方

3、法，經(jīng)過(guò)熱壓成型加工成熱塑性復(fù)合材料試樣。加工時(shí)，單層織物根據(jù)以后拉伸試驗(yàn)要求沿著五個(gè)方向裁減；雙層采用兩種方式鋪層。同時(shí)，還對(duì)熱壓過(guò)程中的影響因數(shù)如熱壓時(shí)間、溫度、壓強(qiáng)大小、冷卻方式等進(jìn)行了分析討論。 論文最后對(duì)所加工的復(fù)合材料試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)與分析，討論了沿不同方向拉伸時(shí)的拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線以及損傷破壞形式，分析比較了不同混并紗的雙軸向緯編針織復(fù)合材料的拉伸力學(xué)性能以及不同的鋪層方式對(duì)復(fù)合材料各向拉伸性能

4、的影響。在試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，采用一元線性回歸的方法分析了復(fù)合材料的強(qiáng)度和模量與玻璃纖維體積含量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的強(qiáng)度和模量與玻璃纖維體積含量成正比，并給出了它們之間的回歸方程。研究結(jié)果表明，采用玻璃纖維和丙綸的混并紗作襯經(jīng)和襯緯紗，有利于基體樹(shù)脂丙綸的浸漬和分布以及基體樹(shù)脂丙綸的界面結(jié)合，不僅大大改善了復(fù)合材料的加工質(zhì)量，而且還提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能。論文還試驗(yàn)分析了螺栓連接對(duì)雙軸向緯編復(fù)合材料拉伸性能的影響，研究并比較了不同