低彈緯編增強(qiáng)材料拉伸性能影響因素的研究.pdf

1、近年來，緯編增強(qiáng)材料在復(fù)合材料界倍受關(guān)注，由于其具有良好的延伸性和較高的生產(chǎn)效率，作為紡織復(fù)合材料的增強(qiáng)體賦予了復(fù)合材料良好的成型性、抗沖擊性和較低的生產(chǎn)成本。同時(shí)，其編織工藝靈活多變，可以生產(chǎn)表面受力均勻性和整體成型性較好的曲面成型增強(qiáng)材料。目前，紡織增強(qiáng)材料已廣泛地被應(yīng)用于航空、航海、汽車、醫(yī)療等眾多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。因此，紡織增強(qiáng)材料的研究越來越引起人們的關(guān)注，而緯編增強(qiáng)材料也隨之被關(guān)注，特別是其曲面成型性研究引起了人們的濃厚興趣。

2、>　　通過查閱大量的文獻(xiàn)和對(duì)前人研究的了解與分析，發(fā)現(xiàn)隨著紡織復(fù)合材料的快速發(fā)展，對(duì)緯編增強(qiáng)材料作為紡織復(fù)合材料增強(qiáng)體的研究也越來越多。但與其它紡織增強(qiáng)材料相比，緯編增強(qiáng)材料的研究相對(duì)還是較少，且深度也不夠，基本集中在緯編軸向結(jié)構(gòu)增強(qiáng)復(fù)合材料的研究，以及基于線圈幾何模型的普通緯編增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)性能的理論分析。而本文的研究旨在為緯編增強(qiáng)材料的結(jié)構(gòu)選取、拉伸性能的增強(qiáng)及曲面成型編織提供理論與實(shí)驗(yàn)借鑒。
　　本課題主要基于作為紡織復(fù)合

3、材料增強(qiáng)體的緯編針織結(jié)構(gòu)的可編織性、結(jié)構(gòu)選取、拉伸性能及其曲面成型編織的研究。通過對(duì)不同的編織原料分析可知，短纖紗比長(zhǎng)絲易于在電腦橫機(jī)上編織，而長(zhǎng)絲的力學(xué)性能較短纖紗好;對(duì)不同的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)分析，并根據(jù)作復(fù)合材料增強(qiáng)體的要求，選出適宜的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)分別是雙羅紋空氣層、雙羅紋空氣層、間隔組織和雙反面組織;在試編過程中，確定編織工藝參數(shù)。利用Origin和Design-expert軟件對(duì)增強(qiáng)材料拉伸測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從增強(qiáng)結(jié)構(gòu)角度看，最適宜作為紡織

4、復(fù)合材料的增強(qiáng)體的結(jié)構(gòu)依次為:間隔組織、雙羅紋空氣層組織、雙反面組織、羅紋空氣層組織;從編織原料角度看，編織原料的紗線形式和其力學(xué)性能是影響增強(qiáng)材料拉伸性能的決定性因素，其中純滌短纖紗較純棉短纖紗好，長(zhǎng)絲較短纖紗好;而拼紗根數(shù)及編織度目對(duì)增強(qiáng)材料拉伸性能的影響均為非線性關(guān)系，四種低彈緯編增強(qiáng)材料的橫縱向應(yīng)力為響應(yīng)值作響應(yīng)面分析，得出各結(jié)構(gòu)的最佳編織參數(shù)分別為:羅紋空氣層編織度目85，根數(shù)5根;雙羅紋空氣層編織度目80，根數(shù)5根;間隔組織

5、編織度目80，根數(shù)5根;雙反面組織編織度目88，根數(shù)4根。
　　為擴(kuò)大緯編增強(qiáng)材料的應(yīng)用領(lǐng)域，消除平面緯編增強(qiáng)材料用作曲面成型時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力不勻的問題，故對(duì)其進(jìn)行了曲面成型編織工藝研究。通過改進(jìn)三維曲面展開為二維平面的方法和對(duì)計(jì)算公式的修正，使編織的緯編曲面成型增強(qiáng)材料的成型效果更好，但存在無法放針過多和編織空氣層增強(qiáng)材料時(shí)收放針連接處出現(xiàn)孔眼的問題。通過應(yīng)用后放形式放針，使放針時(shí)新加的工作織針能鉤上紗線，且放針數(shù)不受限制，則曲面成型