邵明正

(天津工业大学复合材料研究所，天津 300387)

2.5D结构筒状立体机织物细观分析及建模

邵明正

(天津工业大学复合材料研究所，天津 300387)

文章为了探究2.5D结构筒状立体机织物的细观几何关系，通过显微观察和结构分析，提出纬纱截面为双凸透镜截面、经纱截面为扇形截面的假设，并建立了2.5D结构筒状立体机织物实体模型和2.5D结构细观几何结构模型，推导了细观几何表达式和细观微元中纤维体积分数计算公式。结果表明2.5D结构被用于筒状织物时，细观几何结构会发生一些改变。

筒状立体机织物；2.5D结构；细观几何模型。

1 前言

筒状复合材料结构件是在工程中常用的基本构件，使用筒状织物作为增强体，若采用高性能纤维(如碳纤维、芳纶纤维)进行增强体织造，则使构件具有轻质、高比强、耐疲劳、耐腐蚀等优越性能。目前，筒状复合材料构件已用于生产结构支架、输送管道、衬套、罩体、超耐高温隔热管等产品，在航空航天、化学化工、能源输送、医学等多个领域应用前景广阔[1～2]。

筒状立体机织物是管状织物与三维机织技术的有机结合，立体机织结构克服了层间强度低、剪切强度差、易分层等缺陷，具有结构的多样性、形态的可设计性、性能的综合性等优点。2.5D结构是筒状织物中常见的结构，其虽早已广泛应用到工程实践中，但针对2.5D结构筒状织物细观几何关系描述的文献很少。很多人认为2.5D结构筒状织物仅仅是把2.5D结构平移到圆形模具上，与普通2.5D结构织物并无差异，这种观点是不科学的。……