【正文】 、起球，進(jìn)而導(dǎo)致斷經(jīng)或影響織物力學(xué)性能。而三維編織復(fù)合材料的模量可以設(shè)計(jì)。例如，美國的軍用飛機(jī)具有自我保存的隱身功能，即在飛機(jī)的蒙皮上應(yīng)用了吸收電磁波的功能復(fù)合材料來躲避雷達(dá)跟蹤，而這種復(fù)合材料是高性能的結(jié)構(gòu)復(fù)合材武漢紡織大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 7 料。再加上三維紡織復(fù)合材料成本低且質(zhì)量輕，在高速艇的建造上，如海關(guān)緝私艇、救災(zāi)用沖鋒舟、海岸巡邏艇等也必須采用這樣的高性能材料來實(shí)現(xiàn)船體的減重 [12]。如飛機(jī)的機(jī)翼和機(jī)門，飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的止推轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)子和葉片結(jié)構(gòu)。 三維紡織增強(qiáng)預(yù)制件 的發(fā)展在于它的制造問題和力學(xué)性能優(yōu)于 傳統(tǒng)的二維層合板結(jié)構(gòu)。 三維編織復(fù)合材料還可用于汽車車體和底盤梁、驅(qū)動(dòng)軸 ， 這些復(fù)合材料構(gòu)件比具有類似沖擊損傷容限和防震性能的鋼材減少 50%的重量 [20]。由于采用兩個(gè)系統(tǒng)的紗線構(gòu)成，顯然，該類三維織物可以在普通織機(jī)上織制 [2]。而縫合連接三維紡織復(fù)合材料技術(shù)將縫合和編織兩種工藝結(jié)合起來，有效地解決了這個(gè)問題，從而進(jìn)一步拓展了三維編織復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。最重要的是該結(jié)構(gòu)有一組厚度方向的捆扎紗，克服了一般層壓板復(fù)合材料的分層問題，受沖擊后不易損傷，機(jī)械連接孔和幾何形狀突變處的強(qiáng)度無顯著下降，由于具有整體性能好，力學(xué)結(jié)構(gòu)合理，高的損傷容限和顯著的抵抗裂紋擴(kuò)展的能力及可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，在對結(jié)構(gòu)重量及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求高的航空航天領(lǐng)域里和對整體性、抗沖擊 性要求較高的海軍艦船殼武漢紡織大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 3 體上有良好的應(yīng)用前景。在此，本文將在北京航空航天大學(xué)飛行器設(shè)計(jì)與應(yīng)用力學(xué)系燕瑛教授的已發(fā)表的論文 [14]基礎(chǔ)上對其提出的三維編織復(fù)合材料強(qiáng)度性能的計(jì)算模型進(jìn)行驗(yàn)證和探討。 posite materials。 關(guān)鍵詞： 經(jīng)向接結(jié) ； 緯向接結(jié) ； 縫合連接； 復(fù)合材料 ； 強(qiáng)度試驗(yàn) ABSTRACT With the threedimensional textile reinforced posites increasingly applied to various fields, making threedimensional textile manufacturing and improved preform textile industry has bee a new topic. In this paper, using different weaving methodsbinder warp, weft stitching, weaving threedimensional fabric sewn connections, explore different yarns woven in different ways due to buckling, fiber orientation, fiber volume fraction, threedimensional textile fabric density affect the mechanical properties of the preform to the future threedimensional textile preform manufacture to provide a reference. Keywords: warp binder。同時(shí)，這種類型的復(fù)合材料在幾乎連續(xù)的平直纖維中，比各自“傳統(tǒng)”類型的三維聯(lián)鎖編織復(fù)合材料顯示出更好的面內(nèi)剛度和強(qiáng)度性能 [15]。這是由于三維機(jī)織物的可設(shè)計(jì)性，通過制定合適的生產(chǎn)工藝及對傳統(tǒng)的機(jī)織設(shè)備加以改造，即可獲得多種截面形狀、各種紗線走向、力學(xué)性能各異的紡織預(yù)制件，滿足各種實(shí)際工程要求。三維正交織物的纖維含量高，利用滲透法可達(dá) 6570%，減少了樹脂用量和應(yīng)用對象的總重?？p合改善了層間斷裂韌性，對一直分層擴(kuò)展有顯著作用。 圖 13 蜂窩結(jié)構(gòu) 圖 14 蜂窩織物經(jīng)向結(jié)構(gòu)圖 [1] 三維編織復(fù)合材料 編織是第一個(gè)用于制造三維復(fù)合材料預(yù)形件的紡織工藝。但隨著二維層合板結(jié)構(gòu)在飛機(jī)應(yīng)用上，制造復(fù)雜幾何形狀構(gòu)件造價(jià)很高，維修中對不慎落下重物引起的沖擊損傷非常敏感。此外，三維編織增強(qiáng)復(fù)合材料還應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)器械、機(jī)械系統(tǒng)、電器、造船及民用建筑等眾多領(lǐng)域。 船艦領(lǐng)域的應(yīng)用 三維紡織復(fù)合材料由于抗沖擊性好、吸振性強(qiáng)，耐海水及海洋生物侵蝕、成形方便、便于維護(hù)，比鋼材更適應(yīng)海洋環(huán)境。 軍事領(lǐng)域的應(yīng)用 用紡織復(fù)合材料制作的 潛水艇，表面沒有磁性，傳統(tǒng)的磁性水雷不會(huì)對其造成威脅；制作的導(dǎo)彈外殼，可以防止高速飛行時(shí)的過熱熔融。幾乎人體所有的組織器官都是三維結(jié)構(gòu)的 ， 它們的物理強(qiáng)度和性能在各個(gè)方向上有所不同。這些不同種類的纖維在工業(yè)上都有所應(yīng)用，但在三維紡織復(fù)合材料領(lǐng)域中，天然纖維和增強(qiáng)相（樹脂、陶瓷等）的結(jié)合性不好，強(qiáng)力也不及一些化學(xué)纖維好，無法在基體復(fù)合過程中相互粘合，因而不常用。 ? 實(shí)驗(yàn)過程 按照規(guī)定要求對試樣進(jìn)行預(yù)調(diào)濕、調(diào)濕處理以后，在標(biāo)準(zhǔn)大氣中測試。又本次實(shí)驗(yàn)需要的試樣不多，實(shí)驗(yàn)原料亦有限，在此，筆者放棄了筒子架而采用了往屆學(xué)生使用過的簡易經(jīng)紗固定架子 。粘上雙面膠后撕開表層的防塵貼紙，開始固定經(jīng)紗。 圖 34 綜絲位置狀態(tài)俯視示意圖 對此，筆者對織造方式進(jìn)行改進(jìn)：穿綜時(shí)，將接結(jié)紗穿入綜絲眼，襯墊紗不武漢紡織大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 15 進(jìn)行穿綜，直接從兩根綜絲中間穿過，然后采用人工分層提綜的方式開口打緯，如圖 35。遂采用筘齒密度較小的 40 號鋼筘，其密度為 40 筘 /10cm。 固定好襯墊紗和接結(jié)紗后就可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)紗線張力，預(yù)備織造。 圖 38 實(shí)際上機(jī)紋板圖 武漢紡織大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 17 圖 39 下機(jī)后的 經(jīng)向接結(jié) 織物細(xì)節(jié) 緯向接結(jié)的三維正交織物的織造 穿綜穿筘 緯向接結(jié)的三維正交織物不需要經(jīng)向的接結(jié)紗，所有的經(jīng)紗都屬于襯墊紗。不同的是，經(jīng)向接結(jié)是通過綜框提綜引導(dǎo)接結(jié)紗交織接結(jié)，緯向接結(jié)是用類似縫衣針的引緯針引導(dǎo)接結(jié)緯紗上下穿梭接結(jié)。 武漢紡織大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 19 圖 312 縫合形式 [17] 為了控制變量，縫合密度盡量控制和接結(jié)紗的接結(jié)距離以及單個(gè)組織循環(huán)距離一致。 織物拉伸斷裂強(qiáng)力測試方式有三種，分別為：拆邊紗法、剪切法和抓樣法。先將試樣一端夾緊在上夾鉗中心位置，然后將試樣另一端放入夾鉗中心位置，并在預(yù)張力作用下伸直，再緊固下夾鉗 (或采用松式夾持法 )。 表 42 部分織物強(qiáng)度計(jì)算所需參數(shù) 項(xiàng)目 /數(shù)值 Py/cN 屈曲系數(shù) C cosθ 經(jīng)向接結(jié) 緯向接結(jié) 縫合平紋 計(jì)算出各個(gè)試樣的橫截面積、理論拉伸斷裂強(qiáng)力值以及與實(shí)測織物拉伸斷裂強(qiáng)力值的誤差（保留兩位小數(shù)）見表 43。 圖 51 三維織物分層打緯裝置示意圖 每次打緯只需控制相鄰兩層紗線之間的兩根抬紗條分開即可對經(jīng) 紗進(jìn)行分層開口。只有這樣才能使我國復(fù)合材料的發(fā)展走在世界的前列。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。也非常感謝李甜甜同學(xué)在閑暇時(shí)幫我穿綜、穿筘等工作，十分感謝！ 在本課題的研究中，陳孝燁同學(xué)的課題所需試樣和我的一樣，也很感謝他在布樣織造過程中的幫助，使得我在后期能夠順利的完成實(shí)驗(yàn)，在此表示深深的感謝！ 最后衷心感謝在百忙之中抽出時(shí)間參加答辯的各位專家、教授，謝謝你們！ 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)樣品需求不大，也沒有相關(guān)條件，沒有采用筒子架分開送經(jīng)，而是采用比較原始的膠帶固定的方式固定經(jīng)紗，造成很大程度的經(jīng)紗張力不勻，同樣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 結(jié)合公式 43 和表 43 不難看出，纖維取向角會(huì)在一定程度上影響織物的拉伸斷裂強(qiáng)力。復(fù)位后，重復(fù)上述操作，直至完成規(guī)定的試樣數(shù)。因此本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇拆邊法條樣。只有選擇適當(dāng)?shù)目p針，才會(huì)既可以最小限度地?fù)p傷纖維，又可以最大限度地提高縫合效率。 武漢紡織大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 18 圖 310 下機(jī)后的緯向接結(jié)織物細(xì)節(jié)圖 平紋布的織造及縫合 平紋布上機(jī)圖 圖 311 平紋布上機(jī)圖 平紋布穿筘時(shí)和三維織物織造時(shí)一樣采用 40 號鋼筘，每一個(gè)筘齒穿兩根經(jīng)紗，采用順穿法穿綜。 因?yàn)闆]有經(jīng)向的接結(jié)紗，所有的經(jīng)紗都只需要按層數(shù)依次開口打緯即可，所以不需要穿綜。且由于紗線是成股地綁定在卷布輥上，可能在織造開始的時(shí)候會(huì)形成圖 37 中的喇叭狀的縫隙，此時(shí)應(yīng)繼續(xù)用廢舊棉紗打緯，直到喇叭狀縫隙消失。 織造 穿好筘齒后，用梳子將紗線梳理順暢， 然后打結(jié)綁在卷布輥上。同時(shí)要將接結(jié)紗與襯墊紗分開，不能穿到同一筘齒中。經(jīng)紗長度不能太長，否則經(jīng)紗會(huì)由于重力作用而下垂，導(dǎo)致經(jīng)紗張力不夠，影響織造。 為了減少穿紗次數(shù)，改善經(jīng)紗過長導(dǎo)致的紗線下垂，所以在經(jīng)紗架和織機(jī)之間加入了一個(gè)起調(diào)節(jié)張力作用的架子，如圖 22 所示： 武漢紡織大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 11 圖 22 調(diào)節(jié)張力的架子 該架子由底座、支架和帶有導(dǎo)紗孔的有機(jī)玻璃面板組成。 將試樣一端固定在上夾持器中部，另一端掛上預(yù)加張力后固定在下夾持器中部。 用碳纖維與塑料制成的復(fù)合材料所做的飛機(jī)不但輕巧，而且消耗動(dòng)力少，推力大，噪音??；用碳纖維制電子計(jì)算機(jī)的磁盤，能提高計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存