新型三维纺织复合材料预制件织造方法的探讨（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）新型三维纺织复合材料预制件织造方法的探讨张莉马崇启程庆基(天津工业大学,天津,300160摘要:简要叙述了三维机织与编织的织造方法,纯三维机织织物强度低,纤维体积含量较小;而纯编织织物虽然轴向力学性能优良,但层间剪切强度及横向的力学性能较差。为克服这两者的缺点而探索一种新的织造方法,即机织与编织结合的方法,对这种新方法做了初步的实验研究,以期推动纺织复合材料这门学科不断向前发展。关键词:三维织物,复合材料预制件,机织,二步编织,机织与编织相结合,新结构中图分类号:TS105111文献标识码:A文章编号:1004-7093(200612-0005-05三维整体纺织复合材料是由一维和二维结构发展而来,三维结构织物的纤维不仅通过二维平面,而且通过厚度方向在空间相互交织,结构,、英纤维、玻璃纤维、,[1]。三维织物常用的织造方法主要包括:机织法和编织法。在复合材料产品中机织物与编织物在纤维蓬松度、刚性和拉伸强力等方面提供了极好的物理机械性能,但各自都有一些缺点,例如传统机织设备过于复杂,且受一定限制,机织物纤维因加工而受到一定的损伤,强度有所下降,纤维体积含量低于编织织物;三维编织物虽然抗损伤能力较强,但常用的编织法都是纤维从内表面穿到外表面,即穿过编织件的断面成三维结构,用这种方法制成的结构,如果外表面受到摩擦或切割损伤,就有可能导致结构的解体,此外编织速度较慢,而且需要复杂的装置来实现执行机构以不连续分散方式的恒定运动。为此我们需要探索一种新的结构,能兼备机织物和编织物的优势,同时又能克服两者缺点,这就是机织与编织结构相结合的织物结构。收稿日期:2005-09-14作者简介:张莉,女,1973年生,工程师,在读硕士研究生。主要从事复合材料的研究。1三维机织复合材料是一种将纤维束通过不同形式三维机织结构交织而成的纺织预制件为增强体的纺织复合材料[2]。三维机织结构一般由4种纱线系统组成,分别是经纱、纬纱、接结经和填充纱,如图1。与其他机织结构类似,在三维机织结构中,存在着最小结构单元,称之为重复单元。在上述4种纱线系统中,接结经最具特征性,由于接结组织的变化,将演变出不同种类的三维机织结构[3]。图1三维立体机织物纱线系统三维机织结构是靠接结经在织物的厚度方向上将若干层重叠排列的经纬纱二维系统接合起来,使之成为整体性能良好的三维结构。最具代表性的三维机织结构如图2所示。图3照片为三维机—5—2006年第12期产业用纺织品产品开发织结构试片。从图中可以看出,所谓三维机织结构的几何特征,实质上就是接结经在三维结构中的几何特征[2]。在几种组织的基础上,采用不同的方法加以改造,根据需要设计变化组织,使它具有不同的特性。图2三维机织结构图3三维机织结构预制件试片机织法是将单根各自孤立的经纬纱构成一个整体的片状织物,靠经纬纱自身的相互交织来完成,由于经纬交叉时的相互挤压,经纬纱在织物中必处于弯曲状态,又引发出下述缺点:①当织物承受外载时,经纬纱必先由弯变直,然后才能充分承载,故制品变形大,强度低;②由于经纬纱的交叉及相互挤压,交叉点处纤维密实,树脂难以流过,故树脂渗透性差,纤维密实处树脂含量小,纤维稀疏处树脂含量大,故树脂在织物中分布不匀。③传统机织设备过于复杂,且受一定限制,机织物纤维因加工而受到一定的损伤,强度有所下降,纤维体积含量一般小于68%。2三维编织物复合材料预制件的结构二步法三维编织物是三维编织复合材料预制件的一种,它以独特的结构和优异的力学性能在纺。但是由于对二,从而影响了其。二步法三维编织;一个纱线系统是编织纱,另一个纱线系统是轴纱,在编织过程中轴纱保持轴向不动,编织纱按照一定的规律运动相互交错,并把轴纱捆绑起来,从而形成一个不分层的三维编织整体结构,在编织过程中,纱线在机器上的排列形式经过两个运动步骤后又恢复到初始状态,即两个机器运动步骤为一个循环,故称为二步法三维编织[4]。2.1二步法三维编织的纱线结构二步法编织预制件纱线在表面的交织情况见图4,h为花节长度,α为表面编织角。图4二步法编织件纱线在表面的交织表面编织角和花节长度是两个重要的参数,它们可以控制三维编织物的内部编织角,从而控制纱线的走向,控制织物和复合材料的纤维体积含量和—6—产品开发产业用纺织品总第195期复合材料不同方向的性能[5]。我们所织造的二步法三维编织结构预制件试片实物照片如图5所示。从图中可以看到纱线交织的情况和纱线的形态。图5三维编织结构预制件试片2.2二步法编织的特点(1由于轴纱系统在纱线中的比例很大,而且沿同一方向排列(即沿