盘点三维五向编织复合材料

盘点三维五向编织复合材料

2013-09-05 14:56:23 44

 

  三维编织复合材料作为一种新型的复合材料, 由于它具有整体异形性和三维净体制造等优点和灵活的性能可设计性, 在国内外航空、航天等领域得到了广泛的应用。近20年, 国内外对三维编织复合材料力学性能开展了系列研究, 但是由于三维编织复合材料的力学性能的影响因素较多, 相关实验研究还不充分。
  三维四向编织复合材料克服了传统层合复合材料的分层开裂敏感、抗冲击损伤性能差等缺点, 厚度方向强度得到了很大提高, 但同时面内性能有所下降。为了提高三维编织复合材料的纵向性能, 发展了三维五向编织复合材料。本工作通过对具有不同编织结构参数的三维五向编织复合材料在纵向进行了拉伸和压缩实验, 确定了该类材料的刚度、强度随编织工艺参数的变化规律及试件失效形式, 并探索了三维编织复合材料压缩实验的方法。
(1) 三维五向编织复合材料的纵向拉伸和压缩应力2应变曲线在试件破坏前基本保持线性关系, 试件的失效方式均趋向于脆性破坏。
(2) 三维五向复合材料的拉伸和压缩模量基本接近, 而压缩强度远低于拉伸强度, 主要是由于拉伸和压缩破坏模式不同。
(3) 编织角和纤维体积含量是影响材料性能的主要因素, 随着编织角的增大, 三维五向编织复合材料的纵向强度和模量逐渐减小, 纵向拉伸泊松比逐渐增大; 随着纤维体积含量的增大, 材料的纵向强度、模量和纵向拉伸泊松比逐渐增大。
(4) 纱线粗细对材料的拉、压模量影响不大, 但较细的纱线有利于提高三维五向编织复合材料的拉、压强度。提高第五向纱线的比例, 可以提高材料的纵向性能。
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