针织复合材料的力学性能

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1、第期纤维复合材料、年月江叩‘,针织复合材料的力学性能焦亚男李嘉禄董孚允天津纺织工学院,摘要本文介绍了针织复合材料预型件的制造工艺研究其面内和面外力学性能并与机织复合材料进行了比较。关键词针织复合材料,面内力学性能,面外力学性能一一一前言纬编是将纱线由纬向喂入针织机的作针上,使纱线顺序的弯成圈,并相互穿套形成纬编,先进的纤维增强塑料结构由于面外力学性,针织物这种织物一行一行的产生行称为线圈横、,,能断裂韧性冲击抗力较低且制造费用高列,列称为线圈纵行,图。是纬编平针织物故在使用上受到。,限制年代后期利用纺织工艺如机织

2、、编织制成增强结构的预型件,形成翁侧纺织结构复合材料,使复合材料的研究和应用有。扮刀让嗽了新的发展针织用于复合材料的增强结构始于年代。由于它的方向强度、冲击抗力较机织复合材料好图图,针织物的线圈结构有很大的可伸长性易于制成,经编是采用一组或儿组平行排列的纱线于适应复杂形状的构件在现代工业针织机上生产,经向喂入针织机的所有工作针上同时进行成圈、网状预型件材料损耗少生产效率高等特点逐渐,。形成经编针织物图是经平针织物被人们认识。用于复合材料的还有一种衬纬经编织物亦称、,本文结合国内外研究的成果对针织复合,无卷曲织物它

3、实际上是一种不同取向的单向板、,材料的力学性能进行综合分析比较以助于它。的叠合的进一步研究和应用。针织物预型件结构是通过线圈纵行和横列密度、紧密度、厚度和单位面积的质量数据来表示。针织结构的类型本文使用了五种玻莽纤维的经编织物作为增强结,。一,。构几何性能如表针织物有两种不同的生产艺即纬编和经编纤维复合材料如年表不同经编物的几何性质了代号垫纱运动梳栉无无编链梳栉线性密度二三二三斜单斜斜三斜单斜面密度岁扩线圈对称性将这五种预型件浸渍环氧树脂纤维体积含量一可控制在一制成针织复合材料。其后与同样茂材料,、的机织复合材料

4、代号纤维体积含量一,乳各向同性的随机毡复合材料代号纤维体积含去乓丫量进行力学性能分析、比较。一,】,】气,壹针织复合材料的力学性能分析一瓦面内刚度和强度层,弹性模量,和强度是在相对于经向不同方位通过拉伸试验测得。为得到全方位的刚度数值可一,,,。不月凡,根据己有的试验数值进行转换而强度参数用二壹次一破坏准则导出。图给出以极坐标表示的试件弹性模量和拉伸强度,体现出各向异性。,,的特点针织复合材料的弹性模量和拉伸强度介一表示平均值是所在坐标系的柔量分量。一。于随机毡复合材料和机织复合材料之间弹性模是破坏准则的强度参数

5、图给出了一,一。“、量为拉伸强度为在复合材料纤维体积含量与平均模量平均强度间,。,方位针织复合材料拉伸强度优于机织复合材料的关系针织复合材料的弹性模量随纤维体积含量增加而单调增长。且在特和特纱之间无显著差别。这说明纱线线密度不影响刚度。另外亦看到纤维体积含量对拉伸强度有些影响。︸︵吸’,舔︸‘且一翻狱下‘几。,‘一了口协一,点·。‘一,斌万了护一,日冬二,幽’,,‘,翻,男黔一图弹性模量、拉伸强度比较图纤维体积含量与平均模量、平均强度之间关系图中三类复合材料试件的纤维体积含量有些不同。若归一到的纤维体积含量时,机

6、织复合剪切模量和剪切强度。材料的弹性模量将会减小这种纤维体积含量的图给出剪切模量和强度的比较。与弹性模影响可通过平均模量和平均强度进行比较。如焦亚男等针织复合材料的力学性能量和拉伸强度类似。针织复合材料的性能介于随断裂韧性,机毡复合材料之间。在“。方位针织复合材当针织物不同层相叠并加压时一层线圈将。,。。与相邻层线圈混合由于针织线圈结构较松散料与机织复合材料的剪切模量大体相等除,必然有些纱线向面外取向这样层间上卜起伏形外的大部分方位针织复合材料的剪切强度有较大。因此成不光滑的缝隙工型层间断裂韧性生成的各向异性,而

7、针织复合材料近于各向同性。单位面积裂纹的能量比单向复合材料代号和机织复合材料要高。图给出三种复合材料工型。,断裂韧性的试验结果可以看到针织复合材料的是同样材料的单向复合材料的倍,为机织复合材料的倍。同为针织复合材料,纱线的支数也豁。,‘’了影响值织物的纱线较薄结果有高的断裂韧性。这是因为薄纱导致裂纹路径更为曲。,「之折因此需对针织物进行选择方可得到最佳的气值。。枷侧彻﹃﹄﹃图剪切模量、剪切强度比较图给出纤维体积含量与平均剪切模量和平书三︵。均剪切强度的关系。平均值的计算与前节类似如。·‘月舀尤一找夕‘冷’夕即图型

8、断裂韧性比较图纤维体积含量与平均剪切模量、冲击和冲击后的力学性能针织复合材料层间断裂韧性高,势必有好的平均剪切密度之间关系冲击抗力。这,是由于象层合板那样脱层产生和,二增长控制着冲击抗力。根据在落重冲击机上施加“”一。占一百,,百一“百,百‘炸百、的能量试验,损伤用超声扫描和显微镜在磨光的横截面上测量。对于吸收同样能量的损伤面积,机织复合材料大于针织复合材料的一一】‘于瓦