三维密度梯度蜂窝织物的制备及其复合材料的抗冲击性研究

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1、分类号TS105.1学校代码104950ＵＤＣ677密级公开0硕士学位论文三维密度梯度蜂窝织物的制备及其复合材料的抗冲击性研究作者姓名：裴鹏英学号：1515073026指导教师：龚小舟学科门类：工学专业：纺织材料与纺织品设计研究方向：三维纺织品完成日期：二零一八年六月WuhanTextileUniversityM.E.DissertationPreparationofthree-dimensionaldensitygradienthoneycombfabricandimpactresistancetestofitscomposites

2、Candidate：PeiPengyingSupervisor：GongXiaozhouTime:June2018独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：签字日期：2018年6月2日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解武汉纺织大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权武

3、汉纺织大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：2018年6月2日签字日期：2018年6月2日摘要等密度蜂窝材料具有轻质、高强、抗冲击性能好等特征，广泛作为能量吸收器应用于各种领域。密度梯度蜂窝材料是等密度蜂窝材料的衍生物，密度梯度的存在可以显著提升蜂窝材料的能量吸收性能。本文基于理想模型下蜂窝胞元的计算公式，并结合多层织造原理和织物

4、组织结构设计，通过改变相邻层蜂窝胞元的壁长或壁厚，使其密度沿织物厚度方向变化，从而得到了两种连续型三维密度梯度蜂窝织物：变尺寸密度梯度蜂窝织物和变壁厚密度梯度蜂窝织物。具体设计方案为：根据相邻层蜂窝胞元的孔径比或壁厚比，绘出织物沿厚度方向撑开后的结构示意图，基础组织采用平纹组织，接结组织采用正交组织，根据结构示意图绘出一个组织循环内织物的经向截面图，再根据投纬顺序转化为上机图。由于蜂窝织物在织造时必须采用多经轴送经工艺，本文根据经向截面图对每种织物各层经纱的耗纱量进行了计算，在织造时将耗纱量相同的经纱安放在同一经轴上，将耗纱量不同的经

5、纱安放在不同的经轴上，以避免织造过程中因经纱耗纱量不同而产生的张力不匀，并在织造完成后采用真空辅助树脂传递模塑工艺进行复合。本文还分析了采用不同基础组织和不同接结组织时经纬纱的交织特征，并设计了基础组织为平纹和斜纹的等密度三维蜂窝织物，接结组织分别为平纹、经重平、纬重平、方平和正交组织的等密度三维蜂窝织物并制备成复合材料进行了低速落锤冲击测试。结果表明，采用斜纹组织为基础组织和接结组织的蜂窝材料的能量吸收性能优于基础组织和接结组织为平纹组织的蜂窝材料，且不同接结组织的蜂窝材料的能量吸收性能顺序为：正交组织＞方平组织＞经重平组织＞纬重平

6、组织＞平纹组织。为探究不同梯度系数对蜂窝材料的能量吸收性能的影响，本文设计了相邻梯度层蜂窝胞元孔径比分别为2:1和3:1以及壁厚比分别为1:2和1:3的三维负梯度蜂窝织物，并将负梯度蜂窝织物沿水平方向翻转180°从而得到相应的正梯度蜂窝织物，最后制备成复合材料进行了低速落锤冲击测试。结果表明：无论是变尺寸密度梯度蜂窝材料还是变厚度密度梯度蜂窝材料，正梯度蜂窝材料的能量吸收性能要优于负梯度；且随着最上层蜂窝胞元和最下层蜂窝胞元的孔径比的扩大，材料的能量吸收性能随之下降，而随着壁厚比的增加，材料的能量吸收性能反而上升。关键词：多胞材料，相

7、对密度，密度梯度蜂窝织物，耗纱量计算，复合，冲击测试研究类型：应用研究AbstractEqualdensityhoneycombmaterialhasthecharacteristicsoflight,highstrength,goodimpactandsoon,anditiswidelyusedasenergyabsorberinvariousfields.Densitygradienthoneycombmaterialisaderivativeofequaldensityhoneycombmaterial,thepresenceo

8、fdensitygradientcansignificantlyimprovetheenergyabsorptionofhoneycombmaterials.Thispaperisbasedonthecalculatio