碳纤维管型立体织物材料机械特性之实验与研究

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1、碳纤维管型立体织物材料机械特性之实验与研究1绪论1.1研究背景机织物是由经、韩两个系统的纱线垂直交织而成的，由于其厚度相对于织物的长、宽度而言非常小，故被传统的视为二维织物。随着整体结构纺织符合材料的发展，三维织物（Threedimensionalfabrics)作为纺织复合材料的预制件悄然兴起并有着广泛的应用前景。三维织物是由三组或更多组纱线在X-Y-Z立体面上取向，三个方向的纱线从一个平面到另一个平面在空间相互交织或连接，形成结构稳定的三维整体状态碳纤维立体机织复合材料圆管是复合材料中典型的先进产品，由于具有高的比强度，比模量，小的线膨胀系数，抗疲劳和阻尼性能良好等优点，是一种受力

2、形式合理的结构元件，封闭的管状试件能避免板状试件自由边缘应力分布不均勾的问题一般采用树脂基制成的立体管状结构件具有质量轻、比刚度与比强度高、耐疲劳性能优异、耐腐烛性能好等特点。目前，随着纤维加工、纺织工程、复合材料成型技术、先进制造工程等学科的不断发展，以轻质高强复合材料所制作的立体管状织物作为一种新型的产业用纺织品，已成为一种重要的结构材料，可用于制作各种结构支架、输送管道、衬套、罩壳、超耐高温隔热管等产品，在能源输送、环境保护、航空航天、生物化工、化学化工、医学等多个领域有着较好的应用前景[5],也被列入中国2010-2015年产业用纺织品的重点发展领域，正得到越来越广泛的应用。为

3、了进一步扩大其应用领域，作为材料性能和安全可靠性保证的手段，试验技术和评价方法的研究是必不可少的。管状碳纤维复合材料机械性能的试验与评价在它的开发与应用中发挥着极其重要的作用，尤其是在材料设计中[6]。随着它的广泛应用，对其性能要求也越来越苟刻，要求它具有较高的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度和冲击强度、扭转刚度等。国内外对复合材料管状结构的各项性能的测试研究较少。复合材料各组分性能对强度的作用机理、各种缺陷对强度的影响等，均有待于具体深入研究[7]。因此，建立相应的实验技术体系，使原材料选择、性能设计、结构设计、工艺设计、性能检测五个部分成为一个完整的总体显得尤为重要。1.2研究现状

4、该技术的主要特点是经纱和偏轴纱都是从筒子向上引出，通过剑杆引入织物中，同时讳纱与绑定纱通过导针在经纱与偏纱之间穿梭起到锁定作用。但是该机织工艺的偏轴纱不能在整个织物的宽度方向上穿梭。2001年，Mohamed和A.E.Bogdanovich[3i]等研发了一种称之为3].航天器环境工程.2010，03:269-271.[2]吕百熙.机织概论[M].北京：中国纺织出版社.2004，1-2.[3]刘呈坤，马建伟.橡胶制品基布及其预处理方法[M].橡胶工业.2006，10:607-610.[4]钟天麟，周祝林.碳纤维复合材料圆管性能研宄[C].第十五届全国玻璃钢/复合材料学术年会论文集，20

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