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纬编双轴向多层衬纱连接(Multi-layered-connected Biaxial Weft Knitted,MBWK)织物增强复合材料在车船制造、翼片、飞行员头盔和医学等众多领域得到了广泛的应用,是欧盟、美国等许多发达国家重点发展的复合材料之一。优异的面内力学性能和良好的三维曲面成型性能使其应用领域日渐广泛。同时,对材料几何结构和力学行为的研究需求日益加剧,MBWK织物增强复合材料中衬经纱和衬纬纱通过捆绑纱捆绑,厚度方向上捆绑纱的存在明显改善了材料的层间性能,有效抑制了复合材料中MBWK织物内部衬经纱和衬纬纱层的分层。鉴于此,本文首先以MBWK织物增强复合材料为研究对象,以MBWK织物增强复合材料细观结构为基础,建立了 MBWK织物增强的复合材料的代表性体积单元,结合经典层合板理论建立了从单向纤维增强复合材料的弹性性能预测到由一组MBWK织物增强的复合材料RVE的弹性性能预测再到经由经典层合板理论进行计算的整体MBWK织物增强复合材料的理论推导全过程。主要分为以下三个步骤:(1)根据MBWK织物增强复合材料中各纤维束的取向对代表性体积单元(RVE)进行分解,得到衬经纱亚单元结构、衬纬纱亚单元结构和捆绑纱亚单元结构;(2)将衬经纱亚单元结构、衬纬纱亚单元结构看作单向复合材料,将捆绑纱亚单元结构看作由无限多微元段组成的复合材料,每一微元段看作单向复合材料,通过对RVE中亚单元结构的弹性常数预测并对预测结果进行有机结合,确定由一组MBWK织物增强复合材料RVE的弹性常数;(3)根据MBWK织物增强复合材料中由一组MBWK织物增强的复合材料进行多层顺序叠层组合特点,结合经典层合板理论计算得到整个MBWK织物增强复合材料的弹性常数。利用材料的单轴拉伸实验验证了预测模型,预测值与实验值吻合较好,证明了预测模型的准确性。其次,为了验证捆绑纱在MBWK织物增强复合材料厚度方向所起的积极作用,对涤纶捆绑和芳纶捆绑MBWK织物增强复合材料进行三点弯曲测试和层间剪切测试,利用非接触式三维光学应变测量系统得到材料的纵向应变(ε11)和层间剪切应变(ε13)云图,定性判定芳纶捆绑MBWK织物增强复合材料的层间性能明显好于涤纶捆绑MBWK织物增强复合材料。最后通过衬纱组合设计,对芳纶/碳纤维混杂MBWK织物增强复合材料进行了拉伸、弯曲性能测试,结果表明随着碳纤维含量的增高,材料的拉伸、弯曲性能都有所提高,并表现出明显的混杂效应。通过探讨捆绑纱在MBWK织物增强复合材料层间性能上所起的积极作用,判定材料类型对复合材料的层间分层的抑制作用大小,并通过织物内衬纱组合设计,探讨纤维混杂对MBWK织物增强复合材料性能的影响,从而更加全面地探讨了 MBWK织物增强复合材料的广阔应用前景。