朱立平，姜鹏飞，武广哲，郭居上

（南京玻璃纤维研究设计院有限公司，南京 210012）

0 前言

2.5D机织结构通过接结纱将平面内经纱和纬纱连接在一起，使结构相比铺层与2D结构具有优异的层间性能，且交织点的变化可带来结构强大的可设计性，是一种在航空航天中具有广阔应用前景的材料［1,2］。然而2.5D机织复合材料在实际应用中会经受复杂的环境和较大范围的工作温度，如卫星在轨时，由于太阳辐照、地球对太阳光反射等外热流，卫星天线会经历较大的温差，阴面可低至-100 ℃，而阳面高达120 ℃；由于纤维和基体之间热膨胀系数的差异，快速变化的温度可导致结构中产生较大的热应力/应变，从而导致结构无法使用或过早破坏［3］。保持结构的尺寸稳定性需要使材料具备较小甚至是零的热膨胀系数［4］，因此需要对2.5D机织复合材料进行一定的优化设计及预测，并得到织物参数对热膨胀系数的影响规律。

1 研究背景

许多学者针对机织复合材料的热-力性能进行了数值计算，如Koráb等人［5］基于理论方法对正交铺层和机织复合材料进行了热膨胀系数预测；Joven R［6］探讨了碳纤维增强复合材料的热膨胀系数计算方法；Dong K等人［7］建立了双尺度预测模型对2D机织物进行了热-力性能预测，并通过试验结果对模型进行了验证；Khoun L等人［8］采用微观结构模型对机织复合材料结构热膨胀系数进行了预测，并与正交铺层材料进行了对比；夏彪等［9］针对三维编织复合材料的热物理参数进行了分析，通过建立的多尺度模型进行了分析，与实验结果对比验证了模型的准确性。……