【正文】 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項 （論文）的內容包括： 1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關鍵詞 4）外文摘要、關鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設計（論文）正文字數(shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于 萬字。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热?。目前復合材料結構設計者所面臨的問題就是，如何根據(jù)實際應用情況，使所涉及的紡織 結構復合材料既能滿足層間剪切強度、抗沖擊強度的要求，而又不損失太多的面內強度。在實際的應用當中，我們應該根據(jù)所設計的三維紡織復合材料對層間剪切強度、抗沖擊強度和面內強度的要求來合理的設計三維紡織預制件。 圖 41 θ與 Lq 及 Lz 之間的幾何關系 復合材料的強度與纖維的斷裂應力有關，并且與纖維相對所加應力方向的取向角有關，并且與纖維相對所加應力方向的取向角有關。在標準大氣條件下調濕 4 個小時。表 32 為縫合后的四層平紋布厚度。圖 312b 是改進后的鎖式縫合，因為穿過織物厚度，提高了分層韌性和損傷容限，在三維縫合復合材料中應用較多。原來的兩根接結紗變?yōu)橐r墊紗，分別穿在第 6 層，和第 6 層襯墊紗一起運動?？椩鞎r，按照紋板圖（上文中圖 31）提綜，其中襯墊紗的分層開口由人工使用兩根光滑的金屬棍完成，見上文圖 35。若張力不勻則需拆掉經紗固定架子上的雙面膠，并粘上新的雙面膠，在新的雙面膠上固定襯墊紗。經紗包含有 300根襯墊紗和 60 根接結紗。 穿綜 第一次穿綜，筆者為了方便織造，按照圖 31 的穿綜圖穿綜，圖 32 的紋板圖提綜。 織機采用的是江陰市通源紡機有限公司生產的 SGA598 型半自動打樣機。若該次實驗在測試過程中出現(xiàn)異常（如打滑或斷裂在夾持器附近等），應該舍棄該次數(shù)據(jù)，重新測量。 考慮到實驗只需對比不同織造方式對于相同材質、相同纖維體積分數(shù)的三維紡織預制件的力學性能影響，因此，筆者采用了強度較好、不易起毛起球、便于織造的棉紗來進行實驗 樣品的制作。 機動車輛 領域的應用 三維紡織復合材料可用于車身、坐椅、油箱、車門的制作，利用層合板制作的板簧，大大延長了其使用壽命。 醫(yī)學 領域的應用 由于三維紡織預制件及復合材料具有重量輕、力學性能優(yōu)越和設計靈活等特點 ， 這使其在人造生物材料的應用方面將發(fā)揮越來越大的作用。利用碳纖維織制的“米”字形立體織物預制件 [21]經樹脂基復合而形成的棒材便成為人們開發(fā)出替代建材用鋼材的新型高性能建材的重要品種。 最近將 機織的“ H”形連接件用于蜂窩夾芯機翼板的連接，這種結構改善了武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)論文設計 6 力的傳遞，減少了剝離應力。三維編織復合材料有很高的抵抗分層的能力和沖擊損傷容限 ， 對刻痕亦不敏感 [20]。 三維編織復合材料有多方面適應性 ， 特別以減輕重量為關鍵問題的航天用的細長構件、異性截面構件的整體結構 ， 有很大的應用價值。這類織物的耐壓性好、結構穩(wěn)定、隔熱性好、可設計性好，同時克服了層狀結構符合材料層間強度低，易沖擊損傷等缺點 [10]。 只用增加一個生產工序 —— 對二維織物穿過厚度縫合，即可制成三維縫合復合材料。節(jié)約了制造成本。 武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)論文設計 2 1 三維復合材料概述 三維紡織復合材料是以三維立體織物作為增強相，樹脂、陶瓷等為基體復合而成，它所具有的整體化纖維增強結構，賦予復合材料極佳的層間剪切強度、極好的抗沖擊損傷性、適宜的韌性，同時它還具有重量輕、剛度好、強度高、耐腐蝕、抗高溫等特點。采用三維紡織預成型體增強的復合材料，具有優(yōu)異的綜合力學性能、更高的損傷容限以及卓越的抗燒蝕性能，為復合材料應用于主承力結構件和多功能結構件提供了廣闊的前景。 摘 要 隨著三維紡織增強復合材料愈來愈多地應用到各個領域，使得三維紡織預制件的制造與改良也成為了紡織行業(yè)的新一課題。 紡織結構復合材料除保持有層板復合材料的優(yōu)點外，還在很大程度上改善了層板復合材料長期存在而無法解決的問題。 用于 紡織復合材料的三維紡織品主要有機織物、針織物、編織物和非織造織物 [3]。由于三維正交織物內部紗線的伸直排列，更易于樹脂的浸潤，在 RTM 工藝中，比二維織物浸潤速度快好幾倍 [12]。其對制造二維織物的傳統(tǒng)材料體系和工藝無需大范圍的修改，即可制造處成本較低的三維縫合結構。 在蜂窩狀織物的孔隙內填入泡沫塑料，可以制成隔熱材料，蜂窩板材可以用作通風裝置。 三維編織增強復合材料的應用 30 年前，研制成碳 碳三維機織復合材料，替代飛機上制動裝置的高溫金屬合金 ,達到了高比強度、高比剛度和抵抗損傷的能力 [20]。 近年來，三維紡織復合材料在汽車工業(yè)中也受到廣泛的重視，并得到了應用。采用三維正交機織復合材料新技術可以制造出無余量的機翼整體加筋壁板，預成形蒙皮整體機身框架和艙窗帶板以及翼身融合體大部件，從而提高復合材料飛機結構設計許用值 [9]。 使用纖維增強預制件，提高了制品的韌性、拉伸強度，減少了裂紋，延長了建筑物的壽命。人造生物材料是一種特殊的功能材料 ， 是研制人工器官及各種醫(yī)療器具的物質基礎。同時，用此材料制作的賽車身及后壓蓋，由于剛度高，高速行駛時，不易變形能繼續(xù)保持流線的外形；而用傳統(tǒng)金屬材料制作的車身，高速行駛時，由于空氣壓力而產生車體變形，接口處出現(xiàn)縫隙，噪聲增大，空氣阻力增加。 本次實驗選用的紗線原料 ? 實驗原料 21 支 2 棉股線。 按照以上步驟獲得的 10 組有效數(shù)據(jù)如表 21 所示： 表 21 織造紗線拉伸斷裂強力實驗數(shù)據(jù) 單位：（ cN） 實驗編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均值 強力值 1283 1455 1400 1375 1390 1351 1437 1267 1411 1336 武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)論文設計 10 主要實驗設備及用具 實驗裝置 本次實驗沒有專用的三維織機，只能在普通二維織機上加上一些裝置來織造實驗需要的三維織物。 織造裝置配置如下圖 23 所示： 圖 23 織造配置順序圖 實驗用具 圖 24 用來挑紗的金屬棍 武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)論文設計 12 圖 25 引緯針 武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)論文設計 13 3 實驗試樣的織造及力學性能測試 經向接結的三維正交織物的織造 織造前準備 在固定經紗時，由于要讓經紗分層，所以不能使用經軸卷繞經紗，要在經紗固定架子上選取 10 層距離相等、高度合適的層，并粘上透明膠，再粘上一層雙面膠。即由綜框提起襯墊紗來進行開口。按照圖 36 穿筘后其幅寬不足 5cm。由于織武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)論文設計 16 造端已固定，所以更方便調節(jié)張力。由于實際襯墊紗的開口是由人工完成，所以真實上機紋板圖如圖 38 所示。 織造 緯向接結三維正交織物的織造過程與經向接結三維正交織物類似。圖 312c 是鏈式縫合，這種縫合方式類 似針織，縫合線多次繞去，且操作復雜，應用較少 [18]。 武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)論文設計 20 表 32 四層平紋布縫合復合材料預制件厚度 （單位： mm） 名稱 /編號 1 2 3 4 5 平均值 四層平紋縫合 由上表與表 31 中兩種三維織物的厚度對比可知，三者厚度相差不大，基本符合實驗的控制變量的要求。 按規(guī)定要求，調整上下夾鉗的隔距（夾持長度）、拉伸速度。纖維束相對于織物受載方向的取向用角度 θ 來表征，為了獲得平局代表性的纖維取向，圖 41 取向角 θ的余弦與纖維束的屈曲系數(shù)之間的關系可用下式表示： Cθ ?? 1 1cos (42) 如果定義一個纖維束的斷裂載荷為 Pyi，它相對于織物受載方向的取向角為θ i，那么可以用下式來表示織物斷裂承載力 Pf 與纖維束斷裂承載力 Pyi 之間的關系： θPnP yyf cos? (43) 武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)論文設計 23 本次實驗結果與理論公式得出結果之比較 測得得到三種織物及其內經紗長度見表 41。 武漢紡織大學 20xx 屆畢業(yè)論文設計 26 5 總結 在織造時由于織機的原因，極大的影響了織造效率。 目前三維紡織復合材料尚不能廣泛大量應用的原因來自經濟、制造、力學性能和耐久性諸問題的綜合。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 ：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。 涉密論文按學校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。通過調節(jié)織物結構參數(shù)，如：纖維取向、纖維體積分數(shù)、織物密度等，可以改變紡織復合材料的力學性能。纖維體積分數(shù)也會影響三維紡織復合材料的力學性能。纖維屈曲系數(shù) C 的公式： zzq L LLC ?? (41) 式中： Lz—— 織物的長度； Lq—— 相應所用纖維長度。 實驗過程 首先準備試樣，根據(jù)織