经编间隔织物/室温硫化硅橡胶柔性复合材料压缩性能

选用7种不同组织结构的经编间隔织物作为增强基体,填充混合有不同质量分数结构控制剂的改性室温硫化(RTV)硅橡胶,以制备耐压缩性能良好的且可用作缓冲鞋底(中底)的柔性复合材料,并对其柔软度及承载能力进行研究。采用平板、球面及鞋楦3种形式对纯织物与复合材料进行静态压缩测试,并采用半自动落锤式冲击装置测试其动态冲击性能。结果表明:结构控制剂质量分数越大,复合材料的柔软度越大,但抗压缩能力越小;复合材料在3种压缩形式下的压缩功率、滞后功率、压缩率指标均在0.01置信水平上相关性显著;纯织物的功损耗率明显低于复合材料,说明间隔织物填充硅橡胶后缓冲性能有所提高。     

三维针织/机织聚氨酯基复合材料的力学性能

为解决间隔织物增强复合材料存在强度低、抗压性差的问题，选用经编间隔织物和玻璃纤维机织物作为增强体，聚氨酯泡沫作为基体，制备系列三维针织/机织聚氨酯基复合材料，并测试材料的拉伸、弯曲和压缩性能。结果表明：将经编间隔织物/玻璃纤维机织物以三维夹芯结构形式嵌入复合材料中，能够提高间隔织物增强复合材料的拉伸性能和压缩性能；在表面组织结构相同的情况下，经编间隔织物厚度大的三维针织/机织聚氨酯基复合材料的力学性能较好；在织物厚度相同的情况下，填充大六角形网孔的间隔织物的复合材料具有较好的力学性能。     

经编间隔织物粘弹性与隔冲性能关系研究

选用冲击防护常用的经编间隔织物作为试验材料,研究材料粘弹性与其隔冲性能的关系。搭建了阻尼测试平台以测定不同规格的经编间隔织物阻尼比、压缩弹性模量和不同冲击速度下的冲击剩余载荷。试验结果表明,经编间隔织物的粘性或弹性作为单项指标与隔冲性能不存在明确的关系,提出粘弹比可以表征材料粘弹性与隔冲性能关系,在一定实验范围内,合适的粘弹比可获得较好的隔冲性能。     

经编间隔织物增强聚氨酯复合材料的制备及其吸声性能

将具有不同结构参数的经编间隔织物与聚氨酯泡沫材料复合,制备了7种经编间隔织物增强聚氨酯复合材料试样.利用驻波管对复合材料进行了吸声性能测试,探讨间隔丝垫纱方式、织物厚度和表面组织结构对复合材料声波吸收性能的影响.测试结果表明,复合材料具有优异的吸声特性,其吸声性能可以通过改变织物结构参数进行调整.     

经编间隔织物增强聚氨酯基复合材料的压缩性能

将经编间隔织物与软质聚氨酯泡沫复合,制备了5种经编间隔织物增强聚氨酯基复合材料试样.对复合材料进行了平板压缩试验,探讨间隔丝针背横移数、间隔丝直径和织物厚度对复合材料压缩和能量吸收性能的影响.利用有限元分析方法和ANSYS软件建立了复合材料的单胞有限元模型,对其压缩性能进行了模拟,得到复合材料的应力云图和应力-压缩率曲线.有限元模拟结果与试验结果显示出较好的吻合度.     

成分比例和温度调控对剪切增稠液流变性能的影响

以粒径为350 nm的二氧化硅和聚乙二醇200为原料,通过球磨的方式将不同比例的二氧化硅和聚乙二醇进行充分混合后得到剪切增稠液,并从剪切应力、剪切速率与黏度方面分析剪切增稠液的流变特性,研究二氧化硅质量分数和温度对黏度的影响.结果表明,在一定范围内,随着纳米二氧化硅含量增加和温度的降低,剪切增稠液的整体黏度逐渐增加,临界剪切速率逐渐减小,更易触发剪切增稠机制.     

基于间隔丝排列模型的经编间隔织物压缩性能

提出了经编间隔织物间隔丝的排列模型,并在此基础上研究间隔织物的压缩性能.对模型进行简化并得到了不同表面组织、织物厚度、间隔丝直径的间隔丝排列加权平均倾斜角.根据间隔织物压缩方程和理论参数,由Matlab模拟得到间隔织物的理论压缩曲线,并与试验得到的压缩曲线进行比较.结果表明,根据间隔丝排列模型得到的理论压缩曲线与试验曲线拟合较好,具有较大的网孔表面和织物厚度及较小的间隔丝直径的经编间隔织物在小变形压缩下的压力较小.     

经编间隔织物增强聚氨酯基复合材料的压缩模型

通过将经编间隔织物与软质聚氨酯泡沫复合,制备出一种经编间隔织物增强聚氨酯基复合材料。在忽略材料面板对复合材料整体力学作用的前提下,着重对间隔丝的空间分布及受力情况进行分析,建立了基于文克尔弹性地基梁理论的复合材料压缩理论模型,进而得到理论压缩应力-应变曲线,并将其与试验得到的压缩应力-应变曲线进行对比,结果显示两者之间具有较高的吻合度。这说明本文所建立的压缩模型能较好地模拟经编间隔织物增强聚氨酯基复合材料实际的受力情况,可为实际工程应用提供理论指导。     

剪切增稠流体浸渍Kevlar复合材料的防刺性能

利用自制落锤式冲击试验装置,该文研究了剪切增稠流体(STF)浸渍Kevlar复合材料防刺性能的瞬态受力响应过程和刺穿深度,以及STF-Kevlar复合材料的吸能机理。实验结果表明,经浸渍的Kevlar织物防刺穿力峰值提高到约400 N,复合材料的第一层受力响应时间缩短到3.5 ms,而刺穿深度降低较小。其中以120 nm SiO2配制的中间浓度的分散体系浸渍后,复合材料的防刺效果最好,防刺穿力提高至约2.7倍,刺穿深度降低了10%左右。     

医用护理垫用经编间隔织物的性能分析

针对传统医用护理垫海绵基材存在透气性差、回弹性不好等问题,选取厚度不同的3种经编间隔织物,分别测试其透气、透湿、吸水、缓压和回弹性能,并和海绵材料进行比较.结果表明,经编间隔织物比同等厚度的海绵材料具有更优的透气和透湿性能;产生相同的形变,经编间隔织物具有更好的支撑性能;且其弹性回复率下降指数远远低于海绵,经8次往复压缩之后弹性回复率仍能保持在88%以上,与海绵基材相比更耐久.因此,经编间隔织物较传统海绵更适合作为医用护理垫的主功能区基材.     

经编间隔织物/空心玻璃微珠增强环氧树脂基复合材料的弯曲性能

通过将经编间隔织物、空心玻璃微珠增强体与环氧树脂基体单独以及共同复合,制成了3种新型环氧树脂基复合材料.对3种复合材料进行了三点弯曲试验,通过试验获得材料的弯曲强度和弯曲模量,以及对样品断面的破坏形貌分析,发现3种材料的弯曲及比弯曲性能均优于纯环氧树脂,而由经编间隔织物以及空心玻璃微珠二者共同增强的新型三相环氧树脂基复合材料具有最好的弯曲及比弯曲性能.     

经编间隔织物压缩性能的实验研究及计算机仿真

目的改善经编间隔织物结构设计粗放化、经验化的现状,为在给定工作应力下的经编间隔织物结构参数设计提供基础。方法从平板压缩和球形压缩试验开始,探讨织物结构参数(如间隔纱细度、面密度、垫纱角度等)对织物压缩性能的影响,给出织物的缓冲特性曲线,并建立了计算机仿真有限元模型。结果仿真计算显示,理论计算结果与试验数据基本吻合。结论该有限元模型可用于经编间隔织物的结构参数设计。     

防弹衣式新型磨具磨削特性研究

针对高能束流增材制造零部件的加工质量要求,设计了一种基于剪切增稠磨料体系与Kevlar经编间隔织物的新型柔性复合磨具——防弹衣式新型磨具.以选区激光熔融镍合金Inconel 718为加工对象,搭建试验平台进行磨削加工试验,研究了新型磨具的磨削特性和磨损特性,分析了磨削前后工件表面的形貌变化与表面粗糙度变化.结果表明:加...     

温度对三维编织复合材料冲击压缩性能的影响

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)测试了三维碳纤维/环氧树脂编织复合材料在20~300℃下的面外冲击压缩性能,分析了温度对三维编织复合材料冲击压缩性能的影响规律.研究结果表明:温度对三维编织复合材料的冲击压缩性能具有明显的影响,三维编织复合材料的面外压缩刚度、失效应力和能量吸收随着测试温度的增加而下降,失效应变则随着测试温度的增加而增加;三维编织复合材料的失效模式主要为剪切破坏,随着测试温度的增加,破坏越明显.     

三维纺织复合材料和铝中冲击应力波传播与能量吸收

比较两种三维纺织结构复合材料(三维针织间隔织物和三维正交机织物复合材料)圆板和铝圆板间 的冲击行为,讨论三维纺织结构复合材料和均质各向同性材料间的冲击损伤机理.用不同冲击速度下复合材料和铝的裁荷位移曲线分析冲击加栽下应力波在材料中的传播,同时与有限元计算结果作对比分析.发现复合材料有纤维束断裂、基体开裂以及复杂的应力波传播现象,而铝只表现出弹塑性变形.     

经编间隔织物的吸声性能研究

采用阻抗管传递函数法测试了5种不同规格经编间隔织物在声频为100～2 500 Hz时的吸声系数,分析了织物结构参数对吸声性能的影响,并比较了该织物与常用吸声、衬垫材料海绵在吸声性能方面的差异.研究结果表明:织物的吸声性能与织物的密度、厚度、孔隙率等参数有关;经编间隔织物的吸声性能优于同厚度的海绵,在汽车行业中将是海绵类产品的优异替代品.     

挤压、剪切作用在增稠现象中的作用研究

学者们一般认为浓厚颗粒悬浮液的稠化现象与颗粒间的剪切作用有关,然而有研究者发现,在冲击试验中,颗粒间的挤压作用可能是悬浮液的稠化主要原因。为了区分挤压和剪切行为在浓厚颗粒悬浮液稠化现象中的作用,本文设计了拖球、拖片的对比试验,并且考虑了围压及加载速率的影响。研究结果表明,在稠化过程中,颗粒间的挤压作用占据了主导地位,即颗粒间的挤压作用比剪切作用更容易造成浓厚悬浮液的增稠。围压的存在会影响挤压和剪切的作用力,围压的增大对增稠现象有明显的促进作用;相比于剪切作用,挤压作用对加载速率的促进作用更加敏感。     

挤压、剪切作用在增稠现象中的作用

一般认为浓厚颗粒悬浮液的稠化现象与颗粒间的剪切作用有关,然而有研究者发现,在冲击试验中,颗粒间的挤压作用可能是悬浮液的稠化主要原因。为了区分挤压和剪切行为在浓厚颗粒悬浮液稠化现象中的作用,设计了拖球、拖片的对比试验,并且考虑了围压及加载速率的影响。研究结果表明,在稠化过程中,颗粒间的挤压作用占据了主导地位,即颗粒间的挤压作用比剪切作用更容易造成浓厚悬浮液的增稠。围压的存在会影响挤压和剪切的作用力,围压的增大对增稠现象有明显的促进作用;相比于剪切作用,挤压作用对加载速率的促进作用更加敏感。     

双轴向增强纬编间隔织物复合材料的加工制造及力学性能

利用玻璃纤维编织一种新型双轴向增强纬编间隔织物,采用轻质树脂传递模塑工艺(LRTM)制作了该新型结构织物增强复合材料,并对复合材料在经纬向的拉伸性能、弯曲性能和压缩性能进行了测试与分析.研究表明:制作双轴向增强纬编间隔针织复合材料的关键是织物在厚度方向上不被压扁;复合材料的拉伸性能和弯曲性能主要取决于两个面层衬经衬纬纱的拉、弯性能.压缩性能不仅与纤维束的压剪组合破坏有关,还与纤维束与基体的界面黏结性能有关.     

纳米SiO2修饰玻纤表面对玻纤/聚丙烯复合材料界面性能的影响

借助纳米颗粒的高比表面积特性,将纳米二氧化硅通过化学接枝方法修饰玻璃纤维表面,制备玻璃纤维/聚丙烯（PP）热塑复合材料。通过SEM表征纳米二氧化硅在玻璃纤维表面的分布形态,结果表明纳米颗粒在纤维表面分散良好;通过界面剪切强度测试（IFSS）和界面断裂韧性测试（G_ⅡC）表征复合材料界面的静态力学性能,结果显示材料的界面剪切强度与界面断裂韧性同时获得了较大的提升;动态热机械分析测试（DMA）的结果表明复合材料在动态测试下的综合界面结合性能均得到较大的提升。