碳纤轴纱对编织复合材料力学性能影响研究
2021-06-29张雄王静吴晓青宋建国
张雄,王静 ,吴晓青,宋建国
(1.天津工业大学纺织科学与工程学院,天津 300387;2.河北省复合材料产业技术研究院,河北 衡水 050000)
复合材料是可以合成金属材料、无机非金属材料和高分子材料[1]的多相材料,通过物理或化学方法,获得共存两种或两种以上性能的材料,以达到提高材料某些性能或弥补材料缺点和获得具有新特性的特殊材料的目的。在诸多复合材料中,纤维增强树脂基体复合材料应用较广泛,树脂基具有高强度等优点,可设计性强,成为重要的应用材料与航空结构材料之一[2]。二维编织复合材料因其纤维相互缠绕,具有高拉伸模量、抗分层[3]等优点,同时可以净尺寸成型,故对二维编织力学性能影响因素研究时有必要的。P.Potluri[4]等人研究三轴对于双轴复合材料弯曲刚度影响,表明三轴刚度大于双轴刚度。F.heieck[5]等人研究了双轴与三轴编织复合材料拉伸和压缩性能影响,结果表明三轴编织复合材料对力学性能表现出更高的敏感度。
1 样品制备
1.1 二维编织预制件制备
实验采用巨石集团有限公司生产的E6D17-1200-380 直接无捻粗纱玻璃纤维作为编织纱,轴纱采用中复神鹰碳纤维有限责任公司生产的A 级12K 的SYT49S 型碳纤维,纤维参数(如表1 所示)。设备采用江苏徐州七星机械有限公司生产的高速卧式64 锭二维编织机,其中织物规格为2×2,预制件参数(如表2 所示)。

表1 纤维参数Tab.1 Fibre parameters

表2 预制件各项参数Tab.2 Prefabricatedparameters
在编织过程中,由于编织纱是无捻纱,会造成纱线在退绕过程中未能完全退绕而导致纱线张力过大影响预制件均匀性,故在打线时,降低纱线缠绕张力,一方面可以减少玻璃纤维在准备阶段的纤维损伤,另一方面可以降低纤维在编织时纱线退绕张力。……
