低彈緯編增強材料拉伸性能影響因素的研究.pdf

1、近年來，緯編增強材料在復(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，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材料。目前，紡織增強材料已廣泛地被應(yīng)用于航空、航海、汽車、醫(yī)療等眾多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。因此，紡織增強材料的研究越來越引起人們的關(guān)注，而緯編增強材料也隨之被關(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和對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，對緯編增強材料作為紡織復(fù)合材料增強體的研究也越來越多。但與其它紡織增強材料相比，緯編增強材料的研究相對還是較少，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復(fù)合材料力學性能的理論分析。而本文的研究旨在為緯編增強材料的結(jié)構(gòu)選取、拉伸性能的增強及曲面成型編織提供理論與實驗借鑒。
　　本課題主要基于作為紡織復(fù)合

3、材料增強體的緯編針織結(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。通過對不同的編織原料分析可知，短纖紗比長絲易于在電腦橫機上編織，而長絲的力學性能較短纖紗好;對不同的增強結(jié)構(gòu)分析，并根據(jù)作復(fù)合材料增強體的要求，選出適宜的增強結(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軟件對增強材料拉伸測試數(shù)據(jù)進行分析，從增強結(jié)構(gòu)角度看，最適宜作為紡織

4、復(fù)合材料的增強體的結(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性能是影響增強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，長絲較短纖紗好;而拼紗根數(shù)及編織度目對增強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。
　　為擴大緯編增強材料的應(yīng)用領(lǐng)域，消除平面緯編增強材料用作曲面成型時產(chǎn)生應(yīng)力不勻的問題，故對其進行了曲面成型編織工藝研究。通過改進三維曲面展開為二維平面的方法和對計算公式的修正，使編織的緯編曲面成型增強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材料時收放針連接處出現(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