導(dǎo)電纖維紡織結(jié)構(gòu)溫度-應(yīng)變傳感性能的研究.pdf

1、針對工程材料上高溫下大應(yīng)變傳感的要求,本文采用耐高溫的導(dǎo)電纖維為原料,設(shè)計(jì)了一種紡織結(jié)構(gòu)。論文主要分為三部分:第一部分是研究導(dǎo)電纖維紡織結(jié)構(gòu)的電路網(wǎng)絡(luò)模型。第二部分是研究碳纖維紗及其織物的電阻與溫度的關(guān)系。第三部分是研究一定溫度下碳纖維紗織物電阻對應(yīng)變的響應(yīng)、溫度和應(yīng)變同時變化下碳纖維紗織物電阻的變化情況和溫度應(yīng)變可同時測量的碳纖維紗織物。
　　 本論文首先對智能纖維和智能紡織品及其國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,論述了本文研究的目的

2、與意義,指出論文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。
　　 為了研究不銹鋼纖維紗和碳纖維紗織物電阻對應(yīng)變響應(yīng)的機(jī)理,本文首先對經(jīng)編紡織結(jié)構(gòu)中單個線圈進(jìn)行分析和模擬,把單個線圈看作是兩個與長度相關(guān)的電阻RI、R2和一個接觸電阻Rc組成的電路,分析其在拉伸力作用下線圈中弧長的變化情況。其次,模擬織物的網(wǎng)絡(luò)電路,列出織物等效電阻的計(jì)算方程,由于所要求解的方程比較復(fù)雜,利用MATALAB語言計(jì)算方程,得出不銹鋼纖維紗和碳纖維紗紡

3、織結(jié)構(gòu)的等效電阻與實(shí)驗(yàn)所測得的織物電阻的變化情況基本相同,這說明織物應(yīng)變的傳感機(jī)理主要是由應(yīng)變變化過程中紗線間的接觸電阻變化引起的。
　　 針對高溫下大應(yīng)變傳感的要求,將碳纖維紗編織成單經(jīng)編織物,研究碳纖維紗織物電阻與溫度的關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)碳纖維紗電阻隨溫度的增加而線性減小,碳纖維紗織物電阻隨溫度的增加而減小,且在一定范圍內(nèi)成線性關(guān)系。碳纖維紗織物電阻隨溫度變化的機(jī)理主要是紗線時間接觸電阻變化引起織物電阻的變化。通過一系列實(shí)驗(yàn)

4、和分析,證明了碳纖維紗織物結(jié)構(gòu)是可以用來進(jìn)行高溫傳感測量。
　　 探索了碳纖維紗織物電阻隨溫度和應(yīng)變同時變化時的響應(yīng),首先將碳纖維紗織物在一定溫度下拉伸至不同的最大應(yīng)變,隨著溫度的增加不同拉伸回復(fù)循環(huán)的電阻差異相應(yīng)的減小,不同溫度下拉伸至不同最大應(yīng)變的碳纖維紗織物重演性較好。其次研究溫度和應(yīng)變同時變化下碳纖維紗織物電阻的響應(yīng)情況,得出一個循環(huán)中碳纖維紗織物隨溫度和應(yīng)變的增加而減小,溫度和應(yīng)變同時變化下的碳纖維紗織物的重演性隨著循