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三维编织技术发展现状及其复合材料的应用
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作者 张昌贺 杜宇 《纺织器材》 2024年第5期61-67,72,共8页
为促进三维编织技术的发展,拓宽三维编织复合材料的应用,介绍三维编织成型设备类型并分析不同三维编织机的优缺点,详细阐述三维编织的四向、五向、六向、七向等结构并对比不同编织机的优缺点;从力学性能、损伤机理等方面分析三维编织复... 为促进三维编织技术的发展,拓宽三维编织复合材料的应用,介绍三维编织成型设备类型并分析不同三维编织机的优缺点,详细阐述三维编织的四向、五向、六向、七向等结构并对比不同编织机的优缺点;从力学性能、损伤机理等方面分析三维编织复合材料的性能,总结三维编织复合材料的应用方向,并展望三维编织技术的发展趋势。指出:选择三维编织机及三维编织结构,需综合考量生产需求、具体应用场景、成本预算和技术能力等因素;三维编织复合材料未来将向技术革新与设备升级、编织结构创新与优化、复合材料性能提升与应用拓展、可持续发展与环境友好性、跨学科合作与创新等方向发展,具有较大的发展潜力与应用前景。 展开更多
关键词 三维编织 三维编织 复合材料 力学性能 预制体
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三维编织技术发展现状及展望 被引量:11
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作者 杨超群 王俊勃 +2 位作者 李宗迎 董红坤 贺辛亥 《棉纺织技术》 CAS 北大核心 2014年第7期1-5,共5页
总结三维编织技术的发展现状。介绍了三维编织技术的发展历程,分析了四步法编织、二步法编织、多层联锁编织技术的优缺点,以三维编织技术中的四步法编织为例,介绍了该类编织设备中携纱器、编织底盘、打紧机构、输出机构、卷曲机构和控... 总结三维编织技术的发展现状。介绍了三维编织技术的发展历程,分析了四步法编织、二步法编织、多层联锁编织技术的优缺点,以三维编织技术中的四步法编织为例,介绍了该类编织设备中携纱器、编织底盘、打紧机构、输出机构、卷曲机构和控制系统的设计方法,针对当前三维编织技术现状,总结了国内外具有代表性的三维编织设备以及三维编织技术发展面临的挑战。认为:三维编织技术与其设备发展前景广阔。 展开更多
关键词 三维编织 三维编织技术 携纱器 三维编织复合材料 预制件 卷曲机构
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碳纤维三维编织预制体渗透特性实验研究 被引量:1
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作者 周胜兵 姜又强 +2 位作者 宁慧铭 胡宁 刘强 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第1期77-84,共8页
针对航空发动机风扇机匣用碳纤维三维编织复合材料,开展了预制体材料渗透特性的实验研究。实验模具为厚度可调的长方体中空结构。通过分析液体在厚度和孔隙率不同的4种三维编织预制体内的渗透过程,结果表明,所有预制体在面内的渗透主向... 针对航空发动机风扇机匣用碳纤维三维编织复合材料,开展了预制体材料渗透特性的实验研究。实验模具为厚度可调的长方体中空结构。通过分析液体在厚度和孔隙率不同的4种三维编织预制体内的渗透过程,结果表明,所有预制体在面内的渗透主向与编织的轴/横向平行,且轴向渗透率约为横向渗透率值的3.2倍。液体在A预制体内的渗透性最好,其轴向、横向和厚度方向的渗透率值分别为1.136×10^(-10)、4.259×10^(-11)和5.900×10^(-12)m^(2),厚度方向上的渗透率远小于面内渗透率,差距在1~2个数量级。液体在预制体内3个方向上的渗透是相互影响的过程,预制体厚度方向上的渗透特性影响了面内的渗透特性。 展开更多
关键词 三维编织预制体 渗透率 厚度 空隙率 碳纤维复合材料
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碳纤维增强环氧树脂三维编织/单向织物混杂复合材料力学性能 被引量:1
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作者 陈燕荣 孙琳 +7 位作者 王晓明 张仁航 查一斌 李哲瑞 刘勇 程亚男 孙厚礼 张辉 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期17-22,共6页
为研究层间混杂碳纤维三维编织/单向(3D/UD)织物增强环氧树脂复合材料的力学性能,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺制备混杂复合材料层合板,通过试验研究分析了不同混杂比、铺层角度以及铺层顺序对混杂复合材料静、动态力学性... 为研究层间混杂碳纤维三维编织/单向(3D/UD)织物增强环氧树脂复合材料的力学性能,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺制备混杂复合材料层合板,通过试验研究分析了不同混杂比、铺层角度以及铺层顺序对混杂复合材料静、动态力学性能的影响。结果表明,单向碳纤维的加入显著提高了混杂复合材料的层间静态力学性能,其层间剪切性能随织物铺层分散性的增加而提升。而随着UD织物铺层比例的增加,混杂复合材料的弯曲性能和储能模量先升高后降低,压缩性能则不断下降。单向碳纤维的铺层角度对混杂复合材料力学性能的影响也较大,0°单向铺层混杂复合材料的静、动态力学性能均优于30°单向铺层混杂复合材料;在相同混杂比下,铺层顺序的不同对混杂复合材料的力学性能也有较大影响,0°单向铺层的三明治结构U6/3D/U6,其弯曲强度和弯曲弹性模量最高,分别为1210 MPa和117 GPa。此外,混杂复合材料3D编织层的失效以丝束与树脂的界面破坏为主,而单向层的失效以纤维断裂和分层破坏为主,不同的失效形式导致了混杂复合材料力学性能的差异。 展开更多
关键词 三维编织 层间混杂 复合材料 力学性能
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钢板与三维编织碳纤板盲端拉铆连接静力学性能研究
5
作者 张瑞 张弛 王镝 《汽车工艺与材料》 2024年第1期38-44,共7页
对钢板与三维编织碳纤板盲端拉铆连接进行静力学性能研究。先对相同试件宽度及连接端距下的2种不同料厚组合的钢板与三维编织碳纤板盲端拉铆连接试件进行静力学试验,而后对同一料厚组合不同试件宽度W及连接端距E下的盲端拉铆连接组合进... 对钢板与三维编织碳纤板盲端拉铆连接进行静力学性能研究。先对相同试件宽度及连接端距下的2种不同料厚组合的钢板与三维编织碳纤板盲端拉铆连接试件进行静力学试验,而后对同一料厚组合不同试件宽度W及连接端距E下的盲端拉铆连接组合进行静力学试验,以研究钢板与碳纤复合材料盲端拉铆连接的静力学性能、失效模式以及试件宽度、连接端距对其静力学性能的影响。研究表明:采用盲端拉铆钉连接钢板与碳纤板可获得较好的力学性能;碳纤板与钢板盲端拉铆连接组合的失效模式及连接最大破坏载荷与三维编织碳纤板切割方向相关;试件宽度及连接端距对连接的失效模式及最大破坏载荷均有影响。 展开更多
关键词 三维编织碳纤复合材料 钢板 拉铆 静力学试验
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基于CT扫描成像的三维编织预制体内部质量检测方法研究 被引量:1
6
作者 马超群 沈鹏 +3 位作者 马丹 李熙 汪尧 张亚文 《玻璃纤维》 CAS 2024年第3期44-47,共4页
研究了基于CT扫描成像的纤维预制体内部质量检测方法。通过工业micro-CT成像得到预制体的三维模型,通过对比阈值分割和梯度分割的技术,阈值分割的方法效果优于梯度分割的方法,实现了预制体内部不同方向纱线的分割。基于CT软件的后处理... 研究了基于CT扫描成像的纤维预制体内部质量检测方法。通过工业micro-CT成像得到预制体的三维模型,通过对比阈值分割和梯度分割的技术,阈值分割的方法效果优于梯度分割的方法,实现了预制体内部不同方向纱线的分割。基于CT软件的后处理模块开展纤维体积分数计算,可以准确评估纤维体积分数。提出了一种可靠、高效的纤维预制体内部质量检测方法,对三维编织复合材料的质量控制、结构设计和生产制造的进一步研究提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 CT扫描成像 三维编织复合材料 预制体 图像分割 质量检测
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三维编织复合材料细观结构建模关键问题研究
7
作者 刘帅 王真 +2 位作者 卢国盛 刘芳 沈敏 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第1期13-21,共9页
基于细观力学的数值分析方法是研究三维编织复合材料力学性能的有效方法,其中细观模型的建立是力学分析的基础。纤维束的空间走向和细观结构几何参数表征是细观结构建模中的两个关键问题。围绕这两个关键问题,针对三维四向编织复合材料... 基于细观力学的数值分析方法是研究三维编织复合材料力学性能的有效方法,其中细观模型的建立是力学分析的基础。纤维束的空间走向和细观结构几何参数表征是细观结构建模中的两个关键问题。围绕这两个关键问题,针对三维四向编织复合材料的三单胞模型开展研究,全面分析了单胞45°划分方式和水平划分方式中纤维束的各种空间走向,获得了详细的三单胞的纤维束方向余弦;针对三种形状的纤维束横截面,分析推导了编织工艺参数与单胞几何参数的复杂关系,利用编织工艺参数作为初始参数对单胞结构进行定量化表征,并获得了纤维束体积分数和纱线填充系数的计算方法。研究工作为三维多向编织复合材料的细观结构建模提供理论参考,具有一定的工程实用价值。 展开更多
关键词 三维编织复合材料 细观结构 三单胞模型 纤维束 方向余弦
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碳纤维/芳纶纤维混杂三维编织复合材料制备与冲击性能的研究
8
作者 王晓明 王晓波 +6 位作者 程亚男 张晨 权震震 张辉 刘勇 孙厚礼 俞建勇 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第8期5-10,共6页
混杂是提高复合材料力学性能的一种有效途径。本文通过对三维编织预制件纱线运动路径进行研究,提出了层内混杂和层间混杂三维编织复合材料的设计与制备方法。根据上述研究,制备了层内混杂三维编织复合材料,采用树脂共固化法制备了两层... 混杂是提高复合材料力学性能的一种有效途径。本文通过对三维编织预制件纱线运动路径进行研究,提出了层内混杂和层间混杂三维编织复合材料的设计与制备方法。根据上述研究,制备了层内混杂三维编织复合材料,采用树脂共固化法制备了两层和四层层间混杂三维编织复合材料,并对三种混杂三维编织复合材料进行了低速冲击性能测试。结果表明,混杂方式是影响三维编织复合材料冲击性能的重要因素,在面内冲击和轴向冲击下,冲击性能由强至弱排序为层间混杂(4层)三维编织复合材料>层间混杂(2层)三维编织复合材料>层内混杂三维编织复合材料。本文的研究结果可为三维编织复合材料的性能优化提供一种有效可行的方式。 展开更多
关键词 三维编织复合材料 混杂复合材料 冲击性能
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异形工字构件三维编织整体成型技术研究
9
作者 张艺会 韦鑫 +3 位作者 董经经 荆云娟 张欢 杨燕宁 《合成纤维》 CAS 2024年第12期10-12,共3页
采用三维编织技术,通过组织结构设计、挂纱工装设计及交接位置设计,实现了异形工字构件预制体的整体编织成型,重点解决了异形工字构件复合材料交接位置力学性能差的问题,并分析了三维编织整体成型异形工字构件预制体的性能优势和应用方... 采用三维编织技术,通过组织结构设计、挂纱工装设计及交接位置设计,实现了异形工字构件预制体的整体编织成型,重点解决了异形工字构件复合材料交接位置力学性能差的问题,并分析了三维编织整体成型异形工字构件预制体的性能优势和应用方向。研究表明,采用该编织技术制备的异形工字构件预制体整体结构稳定且力学性能优异。 展开更多
关键词 异形工字构件 三维编织 预制体 整体成型
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三维编织异型碳纤维预制体的研究
10
作者 董经经 荆云娟 +3 位作者 张艺会 尉寄望 杨燕宁 李利娜 《合成纤维》 CAS 2024年第6期35-38,41,共5页
新一代武器装备的快速发展和战略技术指标的不断提高,迫切需要在高性能纤维增强复合材料生产工艺和制备技术方面加速攻关突破。三维编织碳纤维预制体由于其可设计性强,特殊的耐腐蚀性能,耐疲劳性好等优点,在各种武器装备的轻量化、小型... 新一代武器装备的快速发展和战略技术指标的不断提高,迫切需要在高性能纤维增强复合材料生产工艺和制备技术方面加速攻关突破。三维编织碳纤维预制体由于其可设计性强,特殊的耐腐蚀性能,耐疲劳性好等优点,在各种武器装备的轻量化、小型化和高性能化上起到了至关重要的作用。以三维编织异型碳纤维预制体为对象,研究数字模拟三维编织动程,分析分散减纱工艺及不等层设计工艺原理,为三维编织异型碳纤维预制体的净近成型的实现作理论参考。 展开更多
关键词 碳纤维 增强预制体 三维编织技术 分散减纱技术
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碳纤维复合材料成型件三维编织仿真模拟
11
作者 张一博 朱玉清 季霞 《合成纤维》 CAS 2024年第11期13-17,22,共6页
为了准确预测碳纤维复合材料成型件三维编织过程中的纱线轨迹,基于等截面芯轴的几何特性提出一种碳纤维复合材料成型件的三维编织仿真模拟方法。首先,对各纱线与导向环的落点和接触点进行初始化设置,从而获取每根纱线与导向环的初始接... 为了准确预测碳纤维复合材料成型件三维编织过程中的纱线轨迹,基于等截面芯轴的几何特性提出一种碳纤维复合材料成型件的三维编织仿真模拟方法。首先,对各纱线与导向环的落点和接触点进行初始化设置,从而获取每根纱线与导向环的初始接触点位置坐标;其次,基于等截面芯轴的几何特性建立纱线轨迹预测模型,从而预测所有纱线的运动轨迹;然后,考虑到编织过程中纱线交织的交点坐标z坐标值一致,利用偏置系数对交织点处的x、y坐标进行偏置修整,从而表征丝束间的交织关系;最后利用Matlab软件实现上述编织过程,将得出的纱线轨迹导入到SolidWorks软件中得到成型件三维模型,通过不同进给速度对编织角度的影响验证了所提方法的可行性和准确性。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料成型件 三维编织 纱线轨迹 交织点 MATLAB软件 三维建模
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玻纤/碳纤三维编织一体成型多异质界面复合材料电磁屏蔽性能
12
作者 谢依娜 权震震 《纺织科技进展》 CAS 2024年第6期10-15,22,共7页
为减少电磁波在碳纤维复合材料表面反射,减少二次污染,采用玻纤作为阻抗匹配层,为增强复合材料对电磁波的吸收,构造玻纤-碳纤多异质界面,通过多次反射延伸传播路径消耗电磁波;采用三维混杂编织工艺设计并制备3种玻纤/碳纤一体成型多异... 为减少电磁波在碳纤维复合材料表面反射,减少二次污染,采用玻纤作为阻抗匹配层,为增强复合材料对电磁波的吸收,构造玻纤-碳纤多异质界面,通过多次反射延伸传播路径消耗电磁波;采用三维混杂编织工艺设计并制备3种玻纤/碳纤一体成型多异质界面预制件,再通过真空辅助树脂传递模塑成型技术固化得到复合材料H-G/C、H-G/C/G和H-G/C/G/C,研究分析3种复合材料的电磁屏蔽性能和轴向静态压缩性能。结果表明,3层结构的H-G/C/G复合材料在频率为12.34GHz时屏蔽效能高达71.14dB,X波段内平均吸收功率系数为0.77,屏蔽机制以吸收为主,抗压缩强度为254.59MPa,复合材料表现出低反射、高屏蔽效能和高抗压缩强度特性。 展开更多
关键词 碳纤维 玻璃纤维 三维编织复合材料 低反射 电磁屏蔽
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三维编织复合材料四步法Matlab建模
13
作者 胡嘉彬 《电脑与电信》 2024年第5期14-18,共5页
基于四步法(1×1)编织技术的基本原理,对编织过程中携纱器的周期性运动及纱线在空间中所呈现轨迹进行了详细分析。利用Matlab软件定义了两个二元变量,以编程形式追踪携纱器的规律性运动。根据纱线一系列假设条件,采用内胞表征三维... 基于四步法(1×1)编织技术的基本原理,对编织过程中携纱器的周期性运动及纱线在空间中所呈现轨迹进行了详细分析。利用Matlab软件定义了两个二元变量,以编程形式追踪携纱器的规律性运动。根据纱线一系列假设条件,采用内胞表征三维编织复合材料内部结构,建立了三维四向结构单胞模型。同时,给出纱线的空间坐标,利用Texgen软件完成了对三维编织复合材料预制体的建模。 展开更多
关键词 三维编织 四步法 纱线轨迹 MATLAB
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三维编织技术及管状三维编织物的编织 被引量:1
14
作者 李全明 甘应进 陈东生 《高科技纤维与应用》 CAS 2000年第2期37-39,共3页
本文简要介绍了三维(3D)编织技术的发展情况、特点和3D编织物的性能,也介绍了管状3D编织物的编织过程。
关键词 三维编织技术 三维编织 管状 复合材料
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双结构三维编织复合材料弹性模量的试验研究 被引量:1
15
作者 魏铭森 季涛 《南通大学学报(自然科学版)》 CAS 2005年第1期36-38,共3页
编织时使一部分纱参与编织另一部分纱不参与编织,可织得双结构三维编织物。文章对交织纱与轴纱的比例对三维编织复合材料拉伸、压缩以及弯曲弹性模量的影响规律进行了试验研究。试验结果表明,引入一定比例的轴纱不但可以减少编织工作量。
关键词 三维编织复合材料 试验研究 双结构 弯曲弹性模量 三维编织 影响规律 试验结果 工作量 比例
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三维编织技术和三维编织复合材料 被引量:28
16
作者 李嘉禄 《新材料产业》 2010年第1期46-49,共4页
与层合复合材料相比,三维编织复合材料具有完全整体、不分层的结构,可用于制造结构制件和高功能制件,所以,进一步研究三维编织技术和三维编织复合材料对发展我国新材料具有重要的意义。
关键词 三维编织复合材料 三维编织技术 层合复合材料 高功能 新材料 结构 制件
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四步法三维编织机底盘装置的设计研究 被引量:1
17
作者 杨超群 贺辛亥 +2 位作者 王俊勃 郑占阳 李宗迎 《纺织器材》 2015年第4期6-9,47,共5页
为了克服当前三维编织机底盘装置结构复杂、制造成本高、灵活性差等问题,介绍四步法三维编织的工作原理,设计一种可实现四步法编织的底盘装置及其运动控制系统,并给出系统的总体结构以及各硬件的连接方法。通过利用VC++6.0编辑器完成上... 为了克服当前三维编织机底盘装置结构复杂、制造成本高、灵活性差等问题,介绍四步法三维编织的工作原理,设计一种可实现四步法编织的底盘装置及其运动控制系统,并给出系统的总体结构以及各硬件的连接方法。通过利用VC++6.0编辑器完成上位机软件的编程,进而实现对步进电机的控制,完成四步法编织,该装置能保证运动精度,降低运行差错率,且具有良好的系统扩展能力。 展开更多
关键词 三维编织 底盘装置 三维编织 交错运动 控制系统 DMC1380运动控制卡 VC++6.0
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四步法三维编织预型件的细观结构及拉伸性能预测
18
作者 杜以伟 顾伯洪 丁辛 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期16-20,共5页
基于三维编织预型件细观结构的数学表达 ,提出在小拉伸变形和大拉伸变形下预测整段拉伸曲线的预测方法 ,该方法真实地反映了编织物的拉伸过程。最后与实验结果进行比较 ,具有很好的一致性。由于编织物强度预测的复杂性 。
关键词 三维编织预型件 细观结构 拉伸强度 四步法 拉伸性能预测 三维编织复合材料
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三维编织技术新进展 被引量:10
19
作者 胡芳 《非织造布》 2013年第5期94-98,共5页
高性能纤维及其复合材料是战略性新兴产业,是我国重点发展的产业之一。就纺织复合材料而言,结构增强方式主要包括以下几种。(1)离散系统:靠短纤维分布在基体当中,结构整体性由纤维间摩擦力决定。(2)连续系统:使用长丝卷绕被增强的物体。
关键词 三维编织 纺织复合材料 编织成型 编织 纱线 三维编织复合材料 几何形状 三维编织技术 织物结构 离散系统
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三维编织二级减速器箱体结构设计与性能分析
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作者 张卫亮 王旭鹏 +3 位作者 吉晓民 唐欣尧 刘峰峰 刘明君 《机械传动》 北大核心 2024年第9期114-122,共9页
在分析三维五向编织纱线运动规律的基础上,将复合材料箱体设计为由编织底座和箱体壁两部分拼接的结构;在此基础上,得出了三维五向复合材料拼装箱体的编织和成型原理;根据编织原理和纱线运动规律,建立了拼装编织箱体的三维实体模型;对三... 在分析三维五向编织纱线运动规律的基础上,将复合材料箱体设计为由编织底座和箱体壁两部分拼接的结构;在此基础上,得出了三维五向复合材料拼装箱体的编织和成型原理;根据编织原理和纱线运动规律,建立了拼装编织箱体的三维实体模型;对三维五向复合材料拼装箱体进行有限元分析,并通过应力和应变分析结果研究了编织复合材料箱体中基体和纤维的受力。在忽略摩擦、轴承等因素对系统影响的假设下,建立了考虑箱体两级齿轮传动系统的运动方程组,通过龙格-库塔法对两级齿轮传动系统进行数值分析,研究了激励对拼装编织系统动态特性的影响。 展开更多
关键词 三维五向箱体编织 复合材料 三维实体模型 两级齿轮传动系统
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