經(jīng)編軸向縫合復(fù)合材料樹脂流動浸潤性能及其力學(xué)性能研究.pdf

1、關(guān)于縫合復(fù)合材料的研究開始于20世紀(jì)七十年代末期，最初研究的目的是用于航空、航天領(lǐng)域，研究用縫合取代戰(zhàn)斗機(jī)上使用的材料粘合和鉚接。研究結(jié)果表明，縫合復(fù)合材料與層合板結(jié)構(gòu)相比在成本增加不高的情況下，生產(chǎn)工藝并不復(fù)雜，并且大幅提高了沖擊損傷抗力和沖擊損傷容限：極大地改善了Ⅰ型、Ⅱ型構(gòu)件層間斷裂韌性；在單調(diào)或循環(huán)載荷作用下都有較好的連接強(qiáng)度，大大提高了復(fù)合材料的層間力學(xué)性能?？p合復(fù)合材料的制作工藝一般采用RFI、VARTM或RTM等，其特點是

2、樹脂均在模具中浸漬纖維。為了制得高性能的復(fù)合材料，除了對纖維和樹脂基體的要求外，加工成型過程中，樹脂對纖維的浸潤性對空隙含量以及復(fù)合材料的最終性能有著至關(guān)重要的影響。有研究報道指出，材料中如果出現(xiàn)1％的孔隙，就可導(dǎo)致30％的彎曲強(qiáng)度、3％的拉伸強(qiáng)度的損失；而孔隙率在4％的范圍內(nèi)，每增加1％，層間剪切強(qiáng)度就會下降7％。因此，研究樹脂在預(yù)制件中的流動浸潤特性對減少空隙含量，獲得高性能復(fù)合材料來說是一項重要課題。 本課題對縫合復(fù)合材料

3、制作工藝中樹脂的流動浸潤性能進(jìn)行研究。在本篇論文中，首先對現(xiàn)有的幾種縫合線進(jìn)行了必要的力學(xué)性能的測試，通過直拉、彎拉和摩擦測試以及利用縫合線進(jìn)行試縫合的方法，找出了適合本課題使用的縫合線，并且找出了幾種縫合線性能差異的原因。同時對本課題所使用的雙軸向經(jīng)編織物進(jìn)行了系統(tǒng)的拉伸力學(xué)性能測試，包括纖維束的拉伸、地紗的拉伸、織物的拉伸。 然后，利用所選擇的縫合線，用工業(yè)縫紉機(jī)，制作了若干件縫合預(yù)制件，涉及的縫合參數(shù)包括縫合線的線密度、縫

4、合針距、縫合行距、鋪層厚度、縫合方向等。并且利用VARTM工藝制作了縫合復(fù)合材料，對樹脂在材料中的流動性能進(jìn)行了較為詳細(xì)的測試。測試結(jié)果表明，在一定真空負(fù)壓，溫度相差不大的條件下，縫合對樹脂在預(yù)制件中的流動性能有影響，同種條件下導(dǎo)致樹脂的流動速度減慢。同時，其它縫合參數(shù)的變化對樹脂的流動性能也有影響，具體情況將在論文中詳細(xì)介紹。在材料制成后，用實驗室自制的顯微鏡系統(tǒng)觀察了一些試樣截面的樹脂浸潤情況。 另外，還對本課題所制作的復(fù)合