双轴向经编土工织物拉伸试验方法的研究

织物拉伸断裂强力测试实验报告一、实验目的本实验旨在测试织物的拉伸断裂强力，以评估其质量和性能。

二、实验原理织物的拉伸断裂强力是指在一定条件下，织物在受到外力作用时，在纵向方向上发生断裂所需要的最小力值。

该值通常用来评估织物的耐用性和质量。

三、实验材料和器材1. 实验材料：选择不同材质、不同密度、不同厚度的织物进行测试。

2. 实验器材：拉力试验机、夹具。

四、实验步骤1. 准备工作：选择合适的织物样品，并根据样品宽度和长度计算出相应的试样尺寸。

2. 安装夹具：将试样夹入拉力试验机中，并安装夹具。

3. 开始测试：启动拉力试验机，让其按照设定速度进行拉伸测试，直至试样断裂。

4. 记录数据：记录测试过程中产生的数据，包括最大载荷值和断裂位置等信息。

5. 分析结果：根据数据分析结果，评估织物的质量和性能。

五、实验结果分析通过对不同材质、不同密度、不同厚度的织物进行拉伸测试，得出如下结论：1. 织物的拉伸断裂强力受到材质、密度和厚度等因素的影响。

2. 纤维质量好、密度大、厚度适中的织物具有较高的拉伸断裂强力。

3. 织物在断裂前会发生明显的变形，而且不同材质、密度和厚度的织物在变形过程中表现出不同的特点。

六、实验注意事项1. 实验前应对试样进行处理，保证试样尺寸均匀，并去除可能存在的污渍和杂质。

2. 在夹具安装过程中应保证试样夹紧牢固，避免试样脱落或滑动。

3. 在测试过程中应根据试样情况调整拉伸速度和最大载荷值等参数，以获得更准确可靠的测试结果。

七、实验结论通过本次实验，我们可以得出如下结论：1. 织物的拉伸断裂强力是评估其质量和性能的重要指标之一。

2. 织物的拉伸断裂强力受到多种因素影响，包括材质、密度和厚度等。

3. 在进行织物拉伸断裂强力测试时，需要注意试样的处理和夹具的安装，以保证测试结果的准确性和可靠性。

多轴向经编增强材料的拉伸性能苏丹;缪旭红【摘要】为优化企业实际生产中的织物结构参数,提高织物的拉伸强力提供参考依据,采用电子织物强力仪对多轴向经编针织物进行0°、90°、±45°方向上拉伸性能的测试研究,以探明织物的面密度、各层衬纱的面密度、层数、铺层顺序、纱线的线密度、机号、筘密以及线圈长度等结构工艺参数对织物拉伸性能的影响.结果表明:织物面密度是影响其断裂强力的主要因素,随不同方向纱线层面密度的增加,其断裂强力也增加；在织物纱线层具有相同面密度的条件下,织物铺层层数越多,每层纱线层的断裂强力会降低；机号越高,线圈长度越小,织物越紧密,织物的断裂强力就越大.%Electronic fabric strength tester was used to test the tensile properties of multi-axial warp knitted fabric in the directions of 0°,90°, ± 45° separately in order to provide reference for textile enterprises to optimize the structural parameters of fabric and enhance the tensile properties of fabrics in practical production. The effects of fabric surface density, yarn surface density of each lining layer, number of layers, stacking sequence, linear density of yarn, machine gauge, reed density and loop length and other structural parameters on the tensile properties of the fabric were investigated. The results showed that the fabric surface density is the main factor influencing the breaking strength. Increasing the surface density of yarn layers of different directions increases the breaking strength. If the surface density of yarn layer is fixed, the more the layers stacked, the less the breaking strength with each layer. The greater the machine gauge andthe shorter the loop length, the tighter the fabric and the greater the breaking strength.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2011(032)010【总页数】5页(P61-65)【关键词】复合材料;多轴向经编针织物;织物结构参数;拉伸性能【作者】苏丹;缪旭红【作者单位】江南大学经编技术教育部工程研究中心,江苏无锡214122;江南大学经编技术教育部工程研究中心,江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TS186.1多轴向增强材料作为复合材料行业中最重要的增强材料之一，备受国内外专家、学者关注。

双轴拉伸实验原理一、引言双轴拉伸实验是一种常用的材料力学实验方法，用于研究材料在两个相互垂直的方向上同时受到拉伸应力的行为。

这种实验方法对于理解材料的力学性能、探索材料的潜在应用以及优化材料的设计具有重要意义。

本文将详细介绍双轴拉伸实验的原理、实验设备与材料、实验步骤与操作、数据分析与解释、结论与应用，以及展望与未来研究方向。

二、实验原理双轴拉伸实验的基本原理是利用两个相互垂直的拉伸装置，对试样施加两个方向的拉伸应力，以模拟实际工程中复杂应力状态下的材料行为。

在实验过程中，通过对试样的应变、应力等参数进行测量和记录，可以得到材料的力学性能数据，进而对材料的强度、塑性、韧性等特性进行评价和分析。

双轴拉伸实验中常用的力学参量包括应力应变曲线、屈服强度、抗拉强度、延伸率等。

三、实验设备与材料双轴拉伸实验需要用到以下设备和材料：1.双轴拉伸试验机：用于施加两个方向的拉伸应力，通常由两个相互垂直的拉伸装置组成。

试验机的加载能力应足够大，以适应不同规格和类型的试样。

2.试样：应根据具体的实验目的和要求选择合适的试样尺寸和形状，以保证实验结果的准确性和可靠性。

试样通常为矩形、圆形或环形等形状。

3.夹具：用于固定试样，保证试样在拉伸过程中不发生滑移或转动。

夹具的设计应符合试样的尺寸和形状要求，以确保实验结果的准确性。

4.测量仪器：用于测量试样的应变和应力等参数，如引伸计、应变计、压力传感器等。

应根据具体的实验要求选择合适的测量仪器，并确保其精度和可靠性。

5.实验环境控制设备：如温度控制设备、湿度控制设备等，用于控制实验环境条件，以确保实验结果的准确性和可靠性。

四、实验步骤与操作双轴拉伸实验的步骤如下：1.准备试样：根据实验要求制备合适的试样，并对其尺寸和形状进行测量和记录。

2.安装试样：将试样安装到双轴拉伸试验机的夹具中，确保试样固定牢固，无滑移或转动现象。

3.调整测量仪器：根据实验要求，调整引伸计、应变计、压力传感器等测量仪器，确保其准确测量试样的应变和应力等参数。

双轴拉伸实验在材料力学实验教学中的应用创新耿红霞【摘要】传统的材料力学实验教学项目仅涉及材料的单轴拉伸实验,未涉及双轴拉伸实验.通过学生自主设计双轴拉伸实验,利用数字散斑技术测定构件的全场应变规律,该方法具有测量速度快、非接触和精度高等优点.该实验教学项目结合工程实际,具有很强的综合性和研究性,可以加强锻炼学生分析问题、解决问题的实践能力,实现实验课程由传统模式向探究模式的转变,促进学生知识、思维、能力和素质的全面协调发展.【期刊名称】《实验室科学》【年(卷),期】2018(021)004【总页数】4页(P8-10,14)【关键词】实验教学;双轴拉伸;自主设计;数字散斑【作者】耿红霞【作者单位】清华大学航天航空学院, 北京 100084【正文语种】中文【中图分类】G642.0现有的材料力学[1-3]实验中关于拉伸实验涉及的往往有单轴拉伸实验、偏心拉伸实验，但并未涉及材料的双轴拉伸实验[4]。

而在实际工程中，除了桁架结构的受力形式是单轴拉伸形式外，其他构件的受力基本都是双轴或者多轴形式，其应用领域涵盖汽车、航天航空、建筑业等[5-7]。

这种复杂的受力状态加剧了材料的失效和破坏，特别是一些航空航天器的结构经常会承受多种不同方向的载荷以及不同温度变化所导致的温度载荷，在高温情况下，单轴拉伸测得的力学参数往往不能准确的描述构件的应力应变关系，因此，根据单轴拉伸实验获得的材料参数去设计构件，往往难以保证结构的可靠性和安全性，所以，通过双轴拉伸实验测量材料的力学参数显得尤为重要。

同时双轴拉伸可以在不同方向上施加不同比例的力来模拟多种平面应力状态[8]。

因此，双轴拉伸实验可以提供一种更接近材料在实际使用过程中的应力状态，开设双轴拉伸实验教学项目有助于加强学生对实际工程问题的理解分析能力，有助于锻炼学生解决实际问题的能力。

数字散斑方法是目前力学领域应用最广泛的前沿光测技术之一，可以测量构件或者材料表面的位移场和应变场，可以测量应力集中和残余应力等，尤其适用于一些复杂曲面构件或者利用传统力学实验手段无法实现的表面应变的测量。

双轴向经编增强织物缝合工艺对复合材料力学性能影响的研究的开题报告一、研究背景随着航空、汽车、船舶等工业的快速发展，轻量化、高强度的复合材料越来越被广泛应用。

而复合材料的加工过程中需要用到缝合工艺。

传统的针织缝合工艺已经不能满足复合材料的特殊要求，因此双轴向经编增强织物缝合工艺应运而生。

该工艺是将双轴向经编增强织物和基材缝合在一起，因其具有耐久性和高强度等特点，被广泛应用于航空和汽车制造中。

同时，研究缝合工艺对复合材料力学性能的影响可以为提高复合材料的工艺性能，提供实用的指导。

二、研究目的与意义本研究旨在探究双轴向经编增强织物缝合工艺对复合材料力学性能的影响，并通过实验数据分析提出相应的可行性建议，以期为复合材料的缝合工艺提供实用的指导和参考。

本研究的意义在于：1. 为复合材料的缝合工艺提供了可行性建议和实用参考，提高了复合材料的工艺性能和品质。

2. 更好地理解缝合工艺对复合材料力学性能的影响，构建适应未来复合材料应用的基础性工程理论和制度，推动相关领域的研究发展。

三、研究内容1. 双轴向经编增强织物缝合工艺的原理与特点分析。

2. 选择适当的基材，并确定实验所需试样。

3. 选取不同缝合工艺参数进行试验，例如：缝合线密度、缝合线材料、缝合线长度，缝合机械压力等。

4. 根据试验数据分析缝合工艺对复合材料力学性能的影响。

5. 结合实验数据，提出相应可行性建议，并进行实验验证。

四、研究方法本研究主要采用实验研究和数理统计方法，探究缝合工艺对复合材料力学性能的影响。

1. 实验研究：通过改变缝合工艺参数，对不同的缝合工艺进行比较实验，得出复合材料缝合工艺对力学性能的影响规律。

2. 数理统计方法：通过对实验数据进行统计分析，比较不同缝合工艺的力学性能数据，定量比较各项数据的差异。

五、研究计划预计本研究将在12个月内完成，研究计划如下：第1-2个月：文献综述和实验选材等准备工作。

第3-4个月：进行实验研究，探究不同缝合工艺对力学性能的影响。

双轴向交织纬编针织复合材料加工制造及其拉伸性能研究本课题是对自主研发的一种新型的经纱与纬纱呈交织状态的双轴向纬编织物及其增强复合材料的拉伸性能进行研究。

由于该织物中既有针织物的线圈结构,又有机织物的交织结构,又称之为机织针织复合结构(Co-woven-knitted Fabric,简称CWK织物)。

该织物将机织和针织两种结构结合起来,同时融合两种结构的性能和特点。

与常见的双轴向针织物相比,最大的不同是CWK织物中的经纱与纬纱有交织。

鉴于CWK织物性能与结构参数之间的密切联系,首先对CWK织物的结构进行了深入的研究,确定其编织工艺,并设计了其相应的编织装置和给纱装置；随后在普通针织横机上进行改造,并编织出CWK织物,实现了该新型结构织物的编织,验证了其编织的可行性,同时对CWK织物的上机编织工艺加以分析和讨论,内容包括编织机件的配置及配合、各种纱线的张力调节、经纱位置的控制及前后机头的同步控制等等,并进行了实际上机编织操作,逐步进行编织工艺和编织机件的完善和优化。

在编织工艺优化之后,选用了玻璃纤维粗纱作经纱和纬纱,高强涤纶丝作针织纱,进行了CWK织物的编织,并确定了适用于高性能纤维CWK织物的编织工艺。

首次编织出该种织物后,对其拉伸性能进行的试验,初步了解其力学性能,结果发现其经向和纬向的力学性能差异较大,这将影响该类织物的应用范围。

在此基础上,重新选择经纱、纬纱和针织纱,适当调整了纬纱的衬入密度,重新编织出CWK织物。

改进后的CWK织物的经向和纬向的拉伸性能进行试验之后,发现两个方向的力学性能的差异得到极大的改善。

该类织物的力学行为同时具有机织结构和针织结构的性能,可以看作是两种结构的复合。

同时,该类织物的轴向力学性能可以通过调整经纱、纬纱的线密度和衬入密度来改变,以达到应用上的需要。

此外,在同一台样机上用同样的纱线,编织出纬编双轴向多层织物(MBWK),将其拉伸性能与CWK织物的性能进行对比研究。

二维二轴编织复合材料细观几何模型及拉伸模量研究为了更加合理有效地运用二维二轴编织铺层复合材料,需要模拟计算二维二轴编织铺层复合材料的各项具体拉伸性能指标,为此本文通过分析编织复合材料的细观结构特征,建立一套工程实用的二维二轴编织铺层复合材料单层和多层的细观几何结构模型和等效力学模型,并提出一套多层编织铺层复合材料拉伸模量的数值计算方法。

最后结合拉伸断裂图像和拉伸实验数据分析复合材料拉伸断裂机理,通过研究二维二轴编织铺层复合材料拉伸断裂性质与结构的关系,总结出编织复合材料的拉伸断裂规律,进而更好地应用于实际生产。

本课题研究借鉴前人对复合材料研究的理论基础。

考虑到纤维屈曲是其模量损失的根本原因,结合实际编织复合材料的纱束横截面形态和屈曲起伏结构,还有编织工艺和固化工艺影响因素。

提出模量损失等效观点,并建立二维二轴2×2编织结构组织单胞模型,纤维纱束起伏屈曲细观几何模型和相对应的等效力学模型。

根据假设模型给出具体的数值计算方法。

实验数据表明:由本文提出的屈曲损失模型和等效力学模型计算得出的有效模量数值高于目前文献计算精度,并且操作更简单。

对于编织复合材料面内拉伸模量,参照分析前人的相关处理方法,本课题结合实际编织复合材料面内几何特征,考虑到实际的生产使用条件,假设等效编织复合材料为斜交对称铺层复合材料,应用其相关理论和方法,进行合理地面内正轴-偏轴转换,最终处理得到编织复合材料面内偏轴方向的有效拉伸模量数值。

关于多层编织铺层复合材料,观察多层铺层间的几何结构,根据实际结构建立多弹簧并联模型,并根据力学模型推导出具体拉伸模量的数值计算方法,该方法简单易操作。

最终实验数据结果表明:在拉伸模量数值变化趋势上计算值与实验值一致。

具体数值结果上也吻合很好,表明假设模型的合理性和计算方法的有效性。

对于编织铺层复合材料拉伸断裂机理,本课题结合实际拉伸数据和具体拉伸试样断裂破坏方式。

分析阶段性拉伸断裂过程复合材料试样内部结构的变化,针对非常规破坏方式,结合具体试样给出了分析,对拉伸断裂破坏的一般性方式给出了较为客观的阐述,并分析了相关断裂破坏机理,为后续二维编织复合材料的拉伸断裂研究提供一定的理论依据。