三維機(jī)織復(fù)合材料力學(xué)性能的各向異性

     
       通過一系列的實(shí)驗(yàn)、分析，客觀地評(píng)價(jià)了4種不同結(jié)構(gòu)碳／環(huán)氧3D層-層正交角聯(lián)鎖機(jī)織復(fù)合材料沿0°、30°、45°、60°、90°方向的拉伸、壓縮、彎曲強(qiáng)度和模量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：三維機(jī)織角聯(lián)鎖復(fù)合材料屬正交各向異性材料，各個(gè)向的拉伸、壓縮、彎曲強(qiáng)度和模量曲線呈楓葉形，具有明顯的雙主軸特性：4種不同結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的各向異性力學(xué)性能有差異，經(jīng)向力學(xué)性能以帶襯經(jīng)的角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)為最佳，而緯向力學(xué)性能以緯密大的角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)為最佳；三維機(jī)織角聯(lián)鎖復(fù)合材料具有很強(qiáng)的性能可設(shè)計(jì)性，正確選擇纖維原料、纖維細(xì)度、三維預(yù)制件的組織結(jié)構(gòu)和各個(gè)紗線組分的排列密度，即可達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo)要求。

      三維機(jī)織復(fù)合材料是指以沿x、y、z三個(gè)方向分布的紗線交織成空間網(wǎng)狀整體結(jié)構(gòu)的三維機(jī)織物為增強(qiáng)體構(gòu)成的復(fù)合材料。三維機(jī)織復(fù)合材料因其優(yōu)良的抗沖擊損傷性能、力學(xué)性能、耐燒蝕性能和適合于大尺寸制件的生產(chǎn)受到航空航天部門的重視。此外，三維機(jī)織復(fù)合材料具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、結(jié)構(gòu)不分層、整體性高、異型件一次織造成型等特性。然而，三維機(jī)織復(fù)合材料由于紗線空間分布的不均勻性，必然賦予其正交各向異性的力學(xué)性能。充分認(rèn)識(shí)并合理利用這種正交各向異性的力學(xué)性能是復(fù)合材料設(shè)計(jì)及應(yīng)用人員面臨并急需解決的問題。近年來，關(guān)于三維機(jī)織復(fù)合材料強(qiáng)度和模量的研究有不少報(bào)道[1-5]，然而對(duì)性能的各向異性研究得比較少。本文中對(duì)4種常用的3D機(jī)織復(fù)合材料沿0°、30°、45°、60°、90°方向的拉伸、壓縮、彎曲性能進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究和分析，實(shí)驗(yàn)和分析的結(jié)果豐富了三維機(jī)織復(fù)合材料的力學(xué)性能數(shù)據(jù)庫，同時(shí)，為三維機(jī)織復(fù)合材料的應(yīng)用提供了依據(jù)。

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