纬编针织结构增强复合材料的制造及其力学性能研究

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纬编针织结构具有良好的延展柔顺性和较高的生产效率,作为复合材料的增强体赋予了复合材料良好的成型性、抗冲击性和较低的生产成本。但是与其它纺织结构复合材料相比,有关纬编针织结构复合材料的研究还相对较少。虽然有较多的研究集中在纬编轴向增强结构复合材料,以及基于线圈几何模型的纬平针织结构复合材料力学性能的理论分析,但多种纬编结构复合材料的力学性能以及各种基本线圈结构对其力学性能的影响的研究仍然较少。正因为如此,本论文把多种纬编针织结构增强复合材料的加工制造和它们的力学性能作为主要的研究对象,分析各种线圈结构单元和参数,如线圈长度、浮线、集圈等对复合材料力学性能的影响。希望本论文的研究结果对纬编针织增强复合材料应用具有一点参考价值。论文主要包括以下三部分的内容:1.针织结构增强体在电脑横机上的编织。为探讨不同针织物组织结构单元和参数,主要是线圈长度、浮线、集圈等对复合材料力学性能的影响,选择了平针、满针罗纹、平针衬垫、半畦编、畦编、双罗纹、双罗纹空气层、双面平针—集圈复合组织八种组织结构和5种不同线圈长度(弯纱深度)的双罗纹组织在电脑横机上进行编织。通过试织,找出了上述针织结构合适的编织工艺参数,并对工艺参数进行优化,采用玻璃纤维顺利地编织出上述纬编针织增强结构。2.纬编针织结构增强复合材料的制备。本论文研究的主要是刚性复合材料,以不饱和聚酯树脂为基体,与电脑横机上编织的不同纬编针织织物进行成型加工。成型工艺采用的是真空模塑树脂转移技术,通过选择合适的工艺参数,顺利加工出了纬编针织结构复合材料,为下一步的力学性能的测试与分析提供所需的试样。3.纬编针织结构复合材料力学性能测试与分析。复合材料的力学性能涉及到多个方面,考虑到工作量和研究的深度,对最基本的拉伸性能和弯曲性能进行了试验,特别是对拉伸性能作了较为详细的分析和讨论,探讨了不同的针织物结构单元和线圈长度对复合材料力学性能的影响,对纬编针织结构复合材料的破坏形式也进行了分析讨论,其结果对于进一步加深对纬编针织结构复合材料力学性能的理解有很大的帮助。本课题达到了预期的目的,加工出各种纬编针织结构复合材料并分析讨论了它们的力学性能。另外,针对各个阶段中出现的问题,作者还给出了建议和改进的方法,为以后的研究提供参考。
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