纺织复合材料3
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纺织结构复合材料分类纺织结构复合材料是一种由纤维素纤维和基体材料组成的复合材料。
纺织结构复合材料具有轻质、高强度、耐磨损、耐高温等优点,广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
根据纺织结构的不同特点和用途,可以将纺织结构复合材料分为以下几类。
一、三维编织复合材料三维编织复合材料是一种由三维编织纤维构成的复合材料。
它具有良好的强度和刚度,能够在多个方向上承受力。
三维编织复合材料可以用于制造飞机零部件、汽车零部件以及建筑结构等。
该类复合材料的制备过程相对复杂,需要经过编织、浸渍和固化等多个步骤。
在实际应用中,还需要考虑编织结构的设计和优化,以满足不同的工程要求。
二、二维织物复合材料二维织物复合材料是一种由二维织物和基体材料构成的复合材料。
它具有良好的柔韧性和可塑性,适用于制造需要弯曲和变形的零部件。
二维织物复合材料可以通过手工编织、机器编织或者预浸料等方法制备。
在制备过程中,需要考虑织物的纤维类型、纤维密度以及编织结构的优化,以提高复合材料的性能。
三、非编织纤维复合材料非编织纤维复合材料是一种由非编织纤维和基体材料构成的复合材料。
非编织纤维包括无纺布、纳米纤维以及纤维毡等。
这类复合材料具有较好的柔韧性和吸湿性,适用于制造衣物、过滤材料以及隔音材料等。
非编织纤维复合材料的制备过程相对简单,可以通过热压、湿压和自粘等方法制备。
四、三维编织纤维复合材料三维编织纤维复合材料是一种由三维编织纤维和基体材料构成的复合材料。
它具有良好的强度和刚度,能够在多个方向上承受力。
三维编织纤维复合材料适用于制造需要承受复杂载荷的零部件,如飞机机翼、汽车车身等。
该类复合材料的制备过程相对复杂,需要经过编织、浸渍和固化等多个步骤。
在实际应用中,还需要考虑编织结构的设计和优化,以满足不同的工程要求。
纺织结构复合材料根据纺织结构的不同特点和用途,可以分为三维编织复合材料、二维织物复合材料、非编织纤维复合材料以及三维编织纤维复合材料等几类。
作者简介:陈 利,男,1968年生,教授,主要研究方向为先进纺织增强材料及其复合材料、三维纺织技术装备研发。
作者单位:天津工业大学复合材料研究所,先进纺织复合材料教育部重点实验室。
基金项目:天津市高等学校创新团队项目(TD13-5043)。
三维纺织增强材料及其在航空航天领域的应用文 | 陈 利 赵世博 王心淼摘要:三维纺织增强材料采用立体纺织技术织造而成,是高性能复合材料的结构增强骨架,具有近体仿形成型的优点,在航空航天领域有着广泛的应用。
不同的立体纺织方法获得的三维纺织增强材料具有不同的结构特征和性能特性,主要有编织、机织、针织、针刺等立体纺织结构形式。
文章介绍了三维纺织增强材料的工艺方法和结构特征,分析了立体纺织技术的研究现状与进展,总结了三维纺织增强材料在航空航天复合材料中的应用,提出了三维纺织增强材料需要重点研究和解决的关键问题。
关键词:三维纺织增强体;立体纺织成形技术;结构;性能;航空航天复合材料中图分类号:TB332 文献标志码:AAbstract: Three-dimensional (3D) textile reinforcement woven by 3D textile processing technology is one of the important structural reinforcing materials for high-performance composite materials. Because of the capability for forming near net-shape preforms, it has been widely used in the aerospace field. Different 3D textile reinforcements like 3D braided, 3D woven, 3D multi-axial knitted and 3D needle-punched structure have different structure characteristics and mechanical properties. This paper introduces the processing techniques and structural characteristics of 3D textile reinforcements, analyzes its research status and progress, summaries its applications in the aerospace field, and puts forward the key issues that need to be studied and solved in the field of 3D textile reinforcements.Key words: 3D textile reinforcements; processing techniques; structures; properties; aerospace composites三维纺织增强材料(三维纺织预制体)采用新型立体纺织工艺技术制造而成,具有独特的空间交织结构和最终构件的近体形状,是高性能复合材料的结构增强骨架,具有纤维连续、结构整体、性能优越、可设计性强等特点,在航空航天等领域应用广泛。
先进复合材料三维织物的织造N.Khokar;贺春霞【摘要】作为先进复合材料增强材料的3D织物的工业发展仍较缓慢,原因是工程预型件的形状可靠性、快速开发和交付及低成本这3个关键性需求大都没有得到解决.这些需求很难通过2D织造实现.2D织造工艺主要用于制备2D或片状织物,它也能制备3D织物,并常被误认为是3D织造工艺.Biteam AB公司成功研发并证实了2D织造和3D织造的差异.3D工艺中双向开口系统的开发,实现了独特的垂直和水平方向的织造,这是2D织造工艺所不能达到的.这项新技术可满足3D织物技术和经济方面的需求.3D织造工艺的开发完全符合现有的织造基本原理,从而使得3D织造工艺技术得以实现.3D织造工艺可直接用于制备夹心、实心和管状的异形截面3D织物.提请注意某些相关方面,以促进织造工艺的进一步演变.%The industrial growth of 3Dfabrics as reinforcements for advanced composite materials remains slowly because 3key demands remain mostly unaddressed:engineering pre-forms with shapeperformance reliability, development and deliverying them in short time, and making them affordable.These demands are difficult to realize through 2D weaving process which is basically devised for manufacturing 2D or sheet-like materials.Strangely, its ability to produce 3D fabrics has been incorrectly assumed to be the 3Dweaving process.This discrepancy has been overcome by Biteam AB by following a fundamentally different path from the rest.Through development of the first ever weaving device incorporating the dual-directional shedding system, weaving is uniquely performed vertically and horizontally, which is not possible by the2Dweaving process.By means of this novel method, the various technical and economic demands are achieved.This development fully complies with the established principles of weaving, and hence enables the technical realization of the 3D weaving process.The proprietary 3D weaving process uniquely produces profiled cross-section 3D fabrics directly in shell, solid and tubular types.Attention is drawn here to certain relevant aspects to enable further evolution of the timeless weaving process.【期刊名称】《国际纺织导报》【年(卷),期】2018(046)011【总页数】4页(P42-44,46)【关键词】3D织造工艺;2D织造工艺;先进复合材料;3D织物【作者】N.Khokar;贺春霞【作者单位】Biteam AB公司(瑞典);Biteam AB公司(瑞典)【正文语种】中文3D织物的应用已有100多年的历史,较为人熟知的应用包括矿产行业的运输带、纸浆行业的造纸毡、装饰用的双层布等。
正交-准正交复合三维机织复合材料力学性能作者:申晓刘向东田伟祝成炎来源:《现代纺织技术》2019年第02期摘要:为弥补单一结构三维机织复合材料在性能方面的不足,研究正交-准正交复合三维机织复合材料的力学性能。
以高强涤纶长丝为原料,分别织造四层正交和准正交三维机织结构作为预制件,依据均衡对称准则设计4种复合结构,选用双酚A环氧乙烯基脂为基体,制备正交、准正交及复合三维机织复合材料,并对制得的复合材料进行经向拉伸和弯曲性能测试。
结果表明:准正交三维机织复合材料的经向拉伸和弯曲性能均优于正交三维机织复合材料;在复合三维机织复合材料中,复合顺序对复合材料性能的影响大于复合比例;正交结构位于材料表层时复合材料可以获得更优异的力学性能。
关键词:复合结构;三维机织物;复合材料;经向拉伸性能;经向弯曲性能中图分类号:TS195.644文献标志码:A文章编号:1009-265X(2019)02-0006-06Abstract:In order to make up for the performance defect of 3D woven composite with single structure, mechanical properties of orthogonal and quasi-orthogonal 3D woven composites with combined structure were investigated. The high-strength polyester filament yarn was used as the raw material to weave four-layer orthogonal and quasi-orthogonal 3D woven structures as preformed units, and four kinds of combined structures were designed according to the principle of symmetry. Orthogonal woven composites, quasi-orthogonal woven composites and combined 3D woven composites were prepared by using bisphenol A epoxy vinyl ester as the matrix. Tensile and bending properties of the composites at warp direction were tested. The results indicated that tensile and bending properties at warp direction of the quasi-orthogonal woven composites were better than that of the orthogonal woven composites. Among the combined 3D woven composites, the effect of combined sequence was greater than the combined ratio. When the orthogonal structure was laid on the surface of the composites, the composites could get better mechanical properties.Key words:combined structure; 3D woven fabric; composite; tensile property at warp direction; bending property at warp direction三维机织复合材料是利用机织加工方法将多个系统的纱线连为空间网状结构,然后在一定条件下与基体复合而得到的一种高性能复合材料,具有良好的可设计性并且由于厚度方向上存在增强纤维,其强度、刚度、抗冲击性和抗疲劳性优良[1]。
纺织结构复合材料三维模型设计Design3D Models of Textile St ruct ural Composites杨朝坤,朱建勋,张建钟,徐正亚,胡方田(中材科技股份有限公司南京210012)YAN G Chao2kun,ZHU Jian2xun,ZHAN G Jian2zhong,XU Zheng2ya,HU Fang2tian(Sinoma Science&Technology Co.Lt d.,Nanjing210012,China)摘要:根据纺织复合材料结构和工艺的特点,考虑到空间纤维束的相互纽结和紧密挤压而造成的纤维束的弯曲和截面变形,建立了机织和编织三维实体几何模型和工艺过程的动画模拟。
所建模型与通过切片制作、数据采集和处理的图像进行比较并修正,取得了较为合理的纤维束中心线拟合效果。
为纺织结构复合材料的有效弹性性能预报和R TM工艺模拟仿真奠定了模型基础。
关键词:纺织结构复合材料;三维模型;纤维束;图像处理文献标识码:A 文章编号:100124381(2007)Suppl20207205Abstract:The t hree2dimension Woven and braided geomet rical model and t he animating simulation of t he craft process is p ropo sed based on t he characteristics of t he textile st ruct ural composites and craft. t he state of intertwisted and tightly squeezing yarns in model is taken into account which result s in yarns curving and deforming.Wit h comparing t he established model and images which obtaining f rom slice2making and data acquisition and image processing,reasonable fitting curves of yarn center line are achieved.The investigation offers a f undamental support to predict effective elastic properties and R TM simulating work.K ey w ords:textile st ruct ural compo sites;t hree2dimension model;fibre tow;image p rocessing 在先进航空材料中,纺织结构复合材料占有重要的一席之地。
复杂载荷作用下的三维编织复合材料力学性能分析姜黎黎;徐美玲;王幸东;翟军军【摘要】基于螺旋型单胞几何模型和多相有限元理论,建立了三维四向编织复合材料在复杂载荷作用下的力学性能分析模型.通过对代表体积单胞施加不同的复杂载荷比,数值预报了三维四向编织复合材料在双向拉伸和拉剪载荷作用下的破坏点,得到了材料的破坏包络线.结果表明,编织角对三维四向编织复合材料在复杂载荷作用下的破坏影响较大,编织角比较小时,应重视复杂载荷之比对材料破坏的不利影响.此方法为三维编织复合材料在复杂载荷作用下的力学性能分析提供了有效方法.【期刊名称】《哈尔滨理工大学学报》【年(卷),期】2018(023)004【总页数】5页(P108-112)【关键词】三维编织复合材料;力学性能;螺旋型几何模型;复杂载荷【作者】姜黎黎;徐美玲;王幸东;翟军军【作者单位】哈尔滨理工大学工程力学系,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学工程力学系,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学工程力学系,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学工程力学系,黑龙江哈尔滨150080【正文语种】中文【中图分类】TB3320 引言三维编织复合材料由于其增强体为三维整体编织结构,突破了传统复合材料层合板结构的概念,在提高复合材料层间强度、抗冲击、抗断裂和损伤容限等方面具有巨大的优势和潜力,同时具有优良的可设计性,可以一次成型复杂的零部件。
因此,三维编织复合材料受到工程界的普遍关注,在航空、航天、国防、体育用品和生物医疗等领域得到了广泛应用[1]。
Ma、Yang、Kalidindi和吴德隆[2-5]等在详细分析了三维编织复合材料的成型技术与编织工艺的基础上,分别建立了“米”字型单胞模型、纤维倾斜模型、螺旋纤维模型以及三胞模型,并基于这些细观结构几何模型研究了三维编织复合材料的刚度Ko[6]对三维编织石墨/环氧树脂复合材料进行了拉伸实验,结果表明近似垂直于加载方向失效面上的纤维断裂是引起三维编织复合材料失效的主要原因。