三维全五向编织复合材料的制备及其拉伸性能

以高强无碱玻璃纤维为原料,采用四步法1×1编织工艺在全自动模块组合式编织平台上制备三维五向及全五向编织物,以E51环氧树脂、70#固化剂(四氢邻苯二甲酸酐)为树脂基体,与编织物复合制备三维五向及全五向编织复合材料,通过测试上述编织复合材料的拉伸性能,研究轴纱、编织角、纤维体积分数等结构参数对材料拉伸性能的影响.结果表明,编织复合材料的拉伸性能随着轴纱、纤维体积分数的增大而上升,随着编织角的增大而下降;三维全五向编织复合材料的拉伸性能明显优于三维五向编织复合材料.     

壳聚糖/聚乙交酯三维编织物的力学性能

选择合适的生物材料和适宜的制备方法是实现组织修复、重建的重要环节．采用三维四步圆型编织方法,由壳聚糖和聚乙交酯(PGA)纤维制备绳索状三维编织物,研究其拉伸力学特性．研究结果表明：壳聚糖三维编织物的拉伸曲线与天然肌腱相似；直径为3．5mm的壳聚糖三维编织物在湿态下的最大拉伸载荷为50～85N,远低于其干态下值(140～225N),添加轴向纱对其无显著影响；在编织纱中掺入PGA纤维,可显著提高三维编织物的最大拉伸裁荷；PGA含量较高的壳聚糖/PGA三维编织物预期可以用作人工肌腱材料．     

Tsai-Wu准则用于三维编织复合材料矩形梁强度计算

以Tsai—Wu强度准则的二阶表现形式为基础，提出了一种计算三维编织复合材料矩形截面梁纵向拉伸强度的理论方法．该方法把三维编织复合材料看作横观各向同性材料，从而在确定Tsai-Wu强度准则的各阶强度张量系数时可以进行简化，使TsaI-Wu强度准则能较好地应用于三维编织复合材料的强度计算．通过理论计算与实验结果也验证了这结论．     

双结构三维编织复合材料弹性模量的试验研究

编织时使一部分纱参与编织另一部分纱不参与编织，可织得双结构三维编织物。文章对交织纱与轴纱的比例对三维编织复合材料拉伸、压缩以及弯曲弹性模量的影响规律进行了试验研究。试验结果表明，引入一定比例的轴纱不但可以减少编织工作量，还可以提高材料的弹性模量。     

三维五向管状编织物的几何建模及纤维体积百分含量预测

基于编织物的对称性,建立了简化单胞几何模型来描述三维五向圆型编织物的几何特性。通过对三维五向圆型编织物的结构单胞形态及单胞的分布方式进行研究,推导了单胞几何结构与编织工艺参数之间的理论公式,详细分析了各个参数之间的变化关系。并通过预测单胞的纤维体积百分含量,研究了编织工艺对该编织复合材料纱线体积百分含量的影响。     

三维整体编织复合材料的结构和主要力学性能

三雏编织复合材料是由三维编织物(预制件)增强的一种先进复合材料.它具有优良的力学性能和其他的性能,使复合材料制作主承力结构件和高功能制件成为可能.研究了三维编织复合材料的细观结构,并研究了三维编织复合材料的拉伸、弯曲、压缩、疲劳、冲击等力学性能,以及结构参数对这些性能的影响.为三维编织复合材料的设计和应用提供了必要的数据.     

变截面三维编织预型件的净形制备工艺与细观结构

介绍变截面三维编织预型件的减纱与添纱净形制备工艺,以行单元减纱预型件为代表,观察截面缩减区域的外观形态,并建立表面与内部减纱单元的几何模型,最后讨论了减纱对纱线交织规律的影响.结果表明,保证减纱或添纱后纱线的编织规律不变是净形编织工艺应遵循的原则,预型件在减纱区域呈现平滑的梯形过渡,表面与内部减纱单元中纱线的编织角增大...     

六角形三维编织物结构的Matlab仿真及优化

基于六角形三维编织工艺,通过分析编织过程中携纱器的运动规律,利用Matlab编写算法将其所读取的电机控制矩阵转化为编织纱线的空间轨迹点坐标,利用B-spline曲线对纱线运动轨迹进行拟合,再对纱线截面和花节长度进行优化,得到一种能够很好地反映真实编织样本的结构纱线模型。仿真结果显示,纱线模型中的纱线形态与真实织物中的纱线相似,纱线编织角规律符合实际织物。研究结果为六角形三维编织物的纱线空间结构可视化和单胞体划分提供了理论和技术基础。     

纵横步进编织中编织盘的合理结构

在编织方格阵概念的基础上，重点讨论了编织盘的合理结构问题，指出了合理的编织盘结构应符合的几个条件，并就规则截面、异型截面预型件编织时的理论编织盘结构和实际编织盘结构进行了分析。进一步验证了所提出的合理的编织盘结构应符合的几条规则。     

3D C/SiC复合材料的力学性能

对三维四向编织结构炭纤维增强碳化硅基复合材料的弯曲、断裂韧性和拉伸性能进行研究,利用扫描电镜(SEM)观察材料的断口形貌,获得该材料主要的力学性能及破坏规律.研究结果表明:三维C/SiC复合材料具有较高的弯曲强度和断裂韧性,最高值分别为465 MPa和15.1 MPa·m1/2;界面结合适中的材料纤维与纤维束被大量拔出,表现出较好的假塑性断裂特征;材料的拉伸强度最高达到168 MPa:材料在拉伸过程中,其纤维束在外力作用下向受力的轴向靠拢,纤维束间的夹角减少,材料总应变增加.     

Statistical Model of the 3-D Braided Composites Strength

Based on the statistical model for the tensile statistical strength of unidirectional composite materials and the stress analysis of 3-D braided composites, a new method is proposed to calculate the tensile statistical strength of the 3-D braided compos- ites. With this method, the strength of 3-D braided composites can be calculated with very large accuracy, and the statistical parameters of 3-D braided composites can be determined. The numerical result shows that the tensile statistical strength of 3-D braided composites can be predicted using this method.     

渔用PE辫线和捻线拉伸性能比较研究

在相同单丝数前提下,通过对16股空芯辫线、8股空芯辫线和16股加芯辫线三种辫线与捻线拉伸性能的比较研究,得出以下结论:(1)PE辫线一次拉伸、二次拉伸及多次拉伸的断裂特性都优于PE捻线,其中16股和8股空芯辫线的断裂强度均比捻线大5.1%,16股加芯辫线的断裂强度比捻线大10.71%;加芯辫线的断裂强力比空芯辫线稍小,但是断裂强度、强度利用率都比空芯辫线大;16股辫线的断裂特性与8股辫线大致相等,但是16股辫线比8股辫线结构更加紧密,外观更加漂亮,具有更好的应用价值。(2)空芯辫线断裂伸长率和结节断裂伸长率大于捻线,加芯辫线断裂伸长率和结节断裂伸长率小于捻线;PE辫线的弹性恢复率略大于捻线,加芯辫线的弹性恢复率比空芯辫线大。     

基于准三维有限元模型的复合材料层合板强度预测

构建能够求解三维应力的准三维有限元模型,进行基于渐进损伤的复合材料层合板强度预测。此方法能够合理地反映铺层次序和层间应力对最终失效强度的影响,形象地展现面内损伤以及层间损伤的产生及其扩展过程。用此方法模拟了多种铺层的无缺口层合板和带孔层合板在面内拉伸载荷作用下的损伤过程,并进行强度预测。计算结果表明,拉伸强度的预测值和实测值吻合较好。     

Group theory analysis of braided geometry structures

The geometry structure research is very important in improving performances of textile material. The purpose and scope of the study are different in various domains. It is well–known that two-dimensional (2D) textile materials, which have long been studied, vary in the interweave types and performances[1―3]. At present, the study of three-dimensional (3D) braided geometry structures is still based on empiricism, and neither adequate types of braided geometry structure are found, nor researc…     

Using Acoustic Emissions to Detect Damage in Three-Dimensional Braided Composites

Three-dimensioual(3D)braided composites with better properties have been used in some particular industries.Some have had obvious signs of crack when they are braided.Others have had catastrophic failures occuring without warning.A new methodology for the analysis of failure modes in composite materials by means of acoustic emission techniques has been developed.The occurrence of fiber-breakage during tensile loading tests has been observed by the acoustic emission technology.Using acoustic emission technology is investigated as a means of monitoring 3D braided composites structures,detecting damage,and predicting impending damage.Stone of the findings of the research project were presented.     

二维编织防汛金属网网结结构与力学性能

针对防汛金属网在装载过程中易出现网结断裂的情况,通过对不同编织工艺参数的试样的拉伸性能测试,分析了金属网结拉伸断裂的机理和破坏模式,为进一步研究防汛金属网的强度失效问题奠定基础。结果表明:网节的编织工艺参数对其抗拉强度影响较大。编织角越大,网节结构紧密,网丝无滑移,但一定程度上减低了网节的抗拉强度;网节编织长度小,可以充分发挥网丝的抗拉性能,但结构稳定性较差。     

四向矩形编织复合材料单胞的新划分方法

对于四步1：1法编织的三维四向矩形编织复合材料,指出了将其划分为单胞的现有方法的一些不足,提出了对任意织物阵列情况都为正确的新划分方法,给出更符合实际的相应单胞图形和统一的单胞数计算式。     

复合材料用3D角联锁结构预制件的结构设计及新型织造技术

针对三维纺织复合材料常用的预制件结构--角联锁结构,首先从设计理论上进行了分类并提出了正则角联锁与变则角联锁的概念;其次提出了一种新型织造法--多层多梭口织造法;最后,导出了设计参数之间的关系式,并介绍了正则角联锁结构的构图方法与步骤.多层多梭口织造法很适合于正则角联锁结构的织造,不仅可以成倍地提高生产效率,而且对经纱的损伤大大降低.     

碳纤维增强复合材料编织网混凝土梁试验研究

将碳纤维增强复合材料（CFRP）编织成正交网格,并经环氧树脂胶固化形成受力骨架,代替钢筋混凝土梁中的钢筋,以解决普通钢筋混凝土中钢筋易锈蚀的问题。通过对3根不同配筋率的CFRP编织网混凝土梁的弯曲性能试验,观察在各级荷载作用下构件的应变变化、挠度发展、破坏过程及破坏特征,对其受弯承载力及抗弯刚度等弯曲性能进行分析。试验结果表明：CFRP编织网与混凝土有良好的粘结性能,二者协同受力性能良好;破坏前,试件有明显的塑性变形,有明显的破坏预兆,延性性能较好;随着配筋率的提升,构件承载能力、抗弯刚度较大幅度提升。试件破坏时,CFRP编织网纵向受力筋均未达到其抗拉强度,故在以后的试验中可对编织网的纵向受力筋施加一定的预应力,以提高CFRP编织网的利用率。