格栅型与大厚度连体织物复合材料制备工艺与力学性能研究

bb20920d · 发表于 2022-4-15 10:27:40

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连体织物复合材料自研发以来，备受国内外研究机构的重视，纷纷对该种材料展开研究，历经数十年的发展，已经得到国内外的广泛认可，目前在能源、交通运输，建筑、化工等各领域有所应用，但是为了获得更轻质的芯材以应用在列车门等特殊场合，需要格栅及大厚度三维连体织物复合材料，因此我们采用间隔连体织物的织法，通过改变经纬向纤维密度分布及芯柱高度制备得到这类复合材料，并对其展开研究。本文首先考察了三维连体织物与树脂复合工艺，探讨树脂特性对复合工艺的影响，确定了三维连体织物格栅复合材料制备工艺方法。在此基础上，考察了三维连体织物格栅复合材料的力学特性和不同载荷条件下的破坏模式；研究了树脂含量、格栅分布密度及泡沫等参数对平压、剪切性能的影响以及纤维芯柱之间协同作用，考察了填充泡沫前后力学性能的变化规律。同时还分析了单面格栅及大厚度三维连体织物复合材料填充泡沫前后的力学特性及破坏模式，并将其与三维连体织物格栅复合材料进行性能对比，分析结构因素对性能的影响。研究结果表明：三维连体织物格栅复合材料在平压载荷作用下发生发生芯柱与面板连接处芯柱的断裂破坏；剪切载荷作用下发生面板/芯子结合处破坏及面板纤维的断裂破坏。三维连体织物格栅复合材料平压剪切强度模量及单根芯柱承力随树脂含量的增加而增大，同时随芯柱纬向间距的增大而减小；三维连体织物格栅夹芯材料芯柱之间的协同作用随着芯柱纬向间距的增大而逐渐增大；单面格栅及大厚度三维连体织物格栅复合材料平压破坏模式主要为芯柱失稳，最终芯柱断裂破坏，剪切载荷下芯柱受剪根部断裂，填充泡沫后由于泡沫的协同作用，平压及剪切性能有很大的提升，同时单面格栅及大厚度三维连体织物的各向异性明显，通过对比发现芯柱高度及芯柱密度是影响材料性能的重要因素，研究结果为该类夹芯材料的进一步研究及开发应用具有重要实际价值。

格栅型与大厚度连体织物复合材料制备工艺与力学性能研究

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