雙軸向緯編針織熱塑性復(fù)合材料的制造及其力學(xué)性能研究.pdf

1、近年來，產(chǎn)業(yè)用紡織品在整個紡織品中所占的比重不斷上升，其中以高性能纖維織物作為增強(qiáng)體的熱塑性復(fù)合材料發(fā)展較快。緯編針織物生產(chǎn)工藝簡單，有較高的生產(chǎn)效率，作為增強(qiáng)體再與熱塑性基體復(fù)合將賦予材料優(yōu)良的成型性、抗沖擊性和較低的生產(chǎn)成本。而預(yù)定向增強(qiáng)緯編針織物因其優(yōu)異的平面拉伸力學(xué)特性以及良好的抗剪切、抗撕裂等性能，在復(fù)合材料領(lǐng)域里得到了廣泛的應(yīng)用。為進(jìn)一步促進(jìn)預(yù)定向針織增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展和在復(fù)合材料中的應(yīng)用，研究這類織物增強(qiáng)復(fù)合材料的新型技術(shù)的加

2、工制造及力學(xué)性能，有著十分重要的意義。 本文主要探討如何利用玻璃纖維和丙綸的混并紗來加工雙軸向緯編針織熱塑性復(fù)合材料及其力學(xué)性能，內(nèi)容包括雙軸向緯編針織物預(yù)制件的編織，熱塑性復(fù)合材料的熱壓成型加工以及試樣的拉伸試驗(yàn)和分析。論文首先通過對雙軸向緯編針織物的可編織性的實(shí)驗(yàn)與分析，編織出了三種不同類型的雙軸向緯編針織物，探索出了用手搖橫機(jī)編織時的工藝參數(shù)和需要注意的問題。 論文接著對編織的雙軸向緯編針織物采用單層和雙層鋪層的方

3、法，經(jīng)過熱壓成型加工成熱塑性復(fù)合材料試樣。加工時，單層織物根據(jù)以后拉伸試驗(yàn)要求沿著五個方向裁減；雙層采用兩種方式鋪層。同時，還對熱壓過程中的影響因數(shù)如熱壓時間、溫度、壓強(qiáng)大小、冷卻方式等進(jìn)行了分析討論。 論文最后對所加工的復(fù)合材料試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)與分析，討論了沿不同方向拉伸時的拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線以及損傷破壞形式，分析比較了不同混并紗的雙軸向緯編針織復(fù)合材料的拉伸力學(xué)性能以及不同的鋪層方式對復(fù)合材料各向拉伸性能

4、的影響。在試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，采用一元線性回歸的方法分析了復(fù)合材料的強(qiáng)度和模量與玻璃纖維體積含量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的強(qiáng)度和模量與玻璃纖維體積含量成正比，并給出了它們之間的回歸方程。研究結(jié)果表明，采用玻璃纖維和丙綸的混并紗作襯經(jīng)和襯緯紗，有利于基體樹脂丙綸的浸漬和分布以及基體樹脂丙綸的界面結(jié)合，不僅大大改善了復(fù)合材料的加工質(zhì)量，而且還提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能。論文還試驗(yàn)分析了螺栓連接對雙軸向緯編復(fù)合材料拉伸性能的影響，研究并比較了不同