立体织物概述201
最佳取向
叠层
随机取向 多向 单向
纺织结构
平面
立体
立体织造与编织
织造、三轴向织造、针织、编织等
纤维增强材料中,立体织物是近30年发展 起来的性能最优越的结构 立体织物可以加工成矩形、T型、工字形、 角钢形、圆管形、锥管形等预制件 立体织物增强复合材料在航空、航天、产 业领域应用广泛
第一节 概述
一、立体织物与传统织物的比较
6、3-D圆筒体结构 在三个方向上具有定向增 强纱的回转圆筒体。 为了保持密度的均匀一 致,采用两种补偿设计法
4-D结构与3-D结构对比的优点: (1)交错网络有较好的结构稳定性 (2)丝束杆所占体积百分数高 圆丝束杆68%, 3-D结构只有58% (3)各向同性比3-D正交织物好
3、5-D结构 在3-D正交结构的X、Y平 面内增加两个增强方向的丝 束,它在垂直于Z轴方向的 增强平面内,各纱线间的编 织角各为±45°。 5-D结构各向同性比3-D 与4-D正交织物更好
4、织物形状的复杂程度 传统:平面,形状简单 立体:圆筒形、方形、矩形、T形、U 形、L形、工字形等断面的织物
5、纤维状态不同 传统:纤维大多是短纤纱加捻的纱线 立体:纤维大多是不加捻的长丝。 为了高强、高模、耐高温、耐腐蚀等 特殊性能的高级复合材料,常采用: 碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤 维、硼 纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维
1、交织纱线方向数不同 传统织物: 纵向-经纱 横向-纬纱 交织方向数=2 二维,2-D平面织物 立体织物: 经纱、纬纱、垂纱 交织方向数≥3 三维,3-D,3轴向织物; n维,n-D,n轴向
2、织物厚度不同 传统:较薄,单层、双层及两层以上 立体:较厚,可达几十层
3、织物内纱线曲折情况不同 传统:波浪形交织 立体:纱线大多挺直的,其表面纱线 出现180°转向。
4、7-D结构 提高3-D正交结构各增强面 间的复合性能。 在方块织物内引入交叉的对 角线丝束杆或平行面之间增加 四条面对角线增强纱。
5、11-D结构 将3-D结构与结构体的角之间对 角线和面之间对角线结合起来,形 成11个增强方向的各向同性编织 结构。 各向同性更好。 结构复杂,难于编织。 几何构型的缘故,复合物的纤 维含量不可能有3-D结构与4-D结 构高
第四章 立体机织物
天然材料(如石块、泥土、竹、木、茅草等) 冶炼材料(各种金属) 合成材料(高分子聚合物) 先进复合材料(纤维增强复合材料) 由两种或两种以上连续相物质进行复合而制成, 一相起增强作用,称为增强材料,另一相对增强 材料起敛集、粘附作用,称为基体材料。
纤维增强复合材料
分散短纤维
连续复丝或纱线
二、立体三向和多Y、Z方向纱的类型、数量都可以是不同的。 在编织时往往先确定Z向纱, X、Y向纱穿中,Z向 纱严重摩擦易损, 所以要选择强力高、耐磨、较粗 的纱。
2、4-D结构(四向结构) 由规则地交错的直线丝束杆所组成,四根丝束 杆方向是立方块的四个长对角线。