三维异型纺织复合材料的预制体织造技术及材料力学性能研究进展 被引量：6

1

作者 窦宏通 王晓旭 +1 位作者 刘晓东 张典堂 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期88-102,共15页

近年来,三维纺织复合材料因其整体性能优异、结构丰富和净成形等特点,被广泛地应用于国防重大工程领域。其中,三维异型纺织复合材料理论研究仍远落后于应用。从三维异型纺织复合材料构件的应用出发,根据各种构件的典型特征分类归纳了三... 近年来,三维纺织复合材料因其整体性能优异、结构丰富和净成形等特点,被广泛地应用于国防重大工程领域。其中,三维异型纺织复合材料理论研究仍远落后于应用。从三维异型纺织复合材料构件的应用出发,根据各种构件的典型特征分类归纳了三维异型纺织结构件的应用现状,总结了三维异型纺织复合材料预制体的主要织造工艺和织造装备的发展现状,并从不同的层级分析国内外对三维异型纺织复合材料的力学性能、细观结构建模、数值模拟等方面的研究进展,提出了三维异型纺织复合材料研究面临的关键问题,以期为三维异型纺织复合材料在未来的应用提供支撑。 展开更多

关键词 三维异型纺织复合材料 预制体 织造装备 力学性能 数值模拟

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三维纺织复合材料热-力学性能研究进展 被引量：2

2

作者 李存静 王晓旭 +2 位作者 刘晓东 杨文韬 张典堂 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1-14,共14页

三维纺织复合材料具有优异的力学性能、可设计性强和耐极端环境等优点,在航空航天领域有着广泛应用。为深入了解应用于高温环境中三维纺织复合材料的结构体系和力学行为,本文从三维纺织结构出发,综述了三维纺织复合材料结构类型及其在... 三维纺织复合材料具有优异的力学性能、可设计性强和耐极端环境等优点,在航空航天领域有着广泛应用。为深入了解应用于高温环境中三维纺织复合材料的结构体系和力学行为,本文从三维纺织结构出发,综述了三维纺织复合材料结构类型及其在航空航天领域上的应用;总结了三维纺织复合材料成型工艺和结构特征;分析了三维纺织复合材料热-力学性能的研究进展情况;提出了未来的研究重点和需解决的关键问题,以期为新一代三维纺织复合材料的耐高温/承载设计、制造和应用提供依据。 展开更多

关键词 三维纺织复合材料 结构类型 成型工艺 热-力学性能

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C/C三维纺织复合材料细观结构及力学性能研究进展 被引量：1

3

作者 陶洋 张祝辉 +2 位作者 杨莹雪 李存静 张典堂 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期73-86,共14页

C/C三维纺织复合材料因其可设计性强、力学性能优异和耐高温等特点而被广泛地应用于航空航天、轨道交通和光伏热场等高温端部件。然而,C/C三维纺织复合材料内部纱线结构复杂且孔隙率高,呈现出高度各向异性和非均匀性,这些因素都会给力... C/C三维纺织复合材料因其可设计性强、力学性能优异和耐高温等特点而被广泛地应用于航空航天、轨道交通和光伏热场等高温端部件。然而,C/C三维纺织复合材料内部纱线结构复杂且孔隙率高,呈现出高度各向异性和非均匀性,这些因素都会给力学性能及损伤机制揭示带来巨大困难。因此,本工作从实际应用出发,围绕C/C三维纺织复合材料,从细观重构、力学性能表征和数值模拟三个方面阐述近几年的国内外研究现状,并在此基础上重点对C/C三维纺织复合材料结构功能一体化制备、深度学习模型的发掘和高温实验环境下渐进损伤实验平台的搭建做出了展望。 展开更多

关键词 C/C三维纺织复合材料 航空航天 力学性能 细观重构 数值模拟

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异型截面三维编织复合材料细观结构分析 被引量：8

4

作者 李典森 卢子兴 许晓燕 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期714-718,共5页

阐述了异型截面三维编织物编织的基本原理,以“口”字型截面为例,系统地分析了携纱器在机器底盘上的运动规律以及纱线在面内和空间的交织运动规律.采用控制体积单元法建立了异型截面三维编织复合材料中除普通方型三维编织复合材料所具... 阐述了异型截面三维编织物编织的基本原理,以“口”字型截面为例,系统地分析了携纱器在机器底盘上的运动规律以及纱线在面内和空间的交织运动规律.采用控制体积单元法建立了异型截面三维编织复合材料中除普通方型三维编织复合材料所具有的内胞、面胞和角胞外,在矩形与矩形相连区域的相连内部单胞、相连表面单胞和相连角单胞模型.这些单胞模型的表面与预制件的表面平行,有利于今后的力学性能分析.此外,在假设纱线具有椭圆形横截面的基础上,推导了编织工艺参数之间的数学关系,为进一步分析异型截面三维编织复合材料的力学性能奠定了基础. 展开更多

关键词 细观结构 复合材料 三维编织 异型截面 单胞模型

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三维纺织复合材料 被引量：6

5

作者 肖丽华 李嘉禄 《材料导报》 EI CAS CSCD 1993年第6期68-73,共6页

三维纺织复合材料是新型的具有优良性能的复合材料,它从根本上解决了层压和铺层复合材料存在的分层问题。着重介绍了三维纺织复合材料的发展现状与基本性能。

关键词 纺织结构 复合材料 三维纺织

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三维纺织复合材料增强体结构和树脂复合固化技术 被引量：8

6

作者 李嘉禄 《航天返回与遥感》 2008年第4期55-61,共7页

文章主要讨论了三维纺织预制件,包括:机织、针织、编织和缝合三维织物在结构上的特点。由于在三维纺织复合材料中,纤维在三维空间中相互交织和交叉,形成了一个不分层的整体结构,所以它和层合复合材料相比,具有优良的层间性能和其它力学... 文章主要讨论了三维纺织预制件,包括:机织、针织、编织和缝合三维织物在结构上的特点。由于在三维纺织复合材料中,纤维在三维空间中相互交织和交叉,形成了一个不分层的整体结构,所以它和层合复合材料相比,具有优良的层间性能和其它力学性能,可制作第一承力结构件和高功能制件。文章还介绍了树脂基三维纺织复合材料的复合固化技术,包括树脂传递模塑技术和树脂膜融渗技术。通过文章,说明了三维纺织复合材料具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 三维纺织复合材料 结构 复合固化

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纺织结构复合材料三维模型设计 被引量：2

7

作者 杨朝坤 朱建勋 +2 位作者 张建钟 徐正亚 胡方田 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第z1期207-211,共5页

根据纺织复合材料结构和工艺的特点,考虑到空间纤维束的相互纽结和紧密挤压而造成的纤维束的弯曲和截面变形,建立了机织和编织三维实体几何模型和工艺过程的动画模拟。所建模型与通过切片制作、数据采集和处理的图像进行比较并修正,取... 根据纺织复合材料结构和工艺的特点,考虑到空间纤维束的相互纽结和紧密挤压而造成的纤维束的弯曲和截面变形,建立了机织和编织三维实体几何模型和工艺过程的动画模拟。所建模型与通过切片制作、数据采集和处理的图像进行比较并修正,取得了较为合理的纤维束中心线拟合效果。为纺织结构复合材料的有效弹性性能预报和RTM工艺模拟仿真奠定了模型基础。 展开更多

关键词 纺织结构复合材料 三维模型 纤维束 图像处理

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三维五向编织复合材料的细观结构分析 被引量：29

8

作者 李典森 陈利 李嘉禄 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第6期7-11,共5页

针对三维五向编织复合材料的优异性能与其细观结构的密切关系,在分析三维五向编织物纱线的运动规律的基础上,建立了三维五向编织结构的单胞模型,并推导了有关参数之间的数学关系,计算了纤维体积含量.实验数据和理论预测吻合较好.

关键词 纺织复合材料 三维编织 细观结构 单胞模型

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三维四向编织复合材料刚度的细观力学设计 被引量：8

9

作者 孙颖 李嘉禄 +1 位作者 亢一澜 陈利 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期70-73,共4页

为了实现工程应用中三维编织复合材料的灵活设计,合理优化纤维束结构参数使得三维编织复合材料宏观刚度达到要求。基于非连续介质力学方法建立桁架结构单胞模型,采用有限元法预估复合材料的有效弹性模量,以材料质量最轻和刚度要求为目标... 为了实现工程应用中三维编织复合材料的灵活设计,合理优化纤维束结构参数使得三维编织复合材料宏观刚度达到要求。基于非连续介质力学方法建立桁架结构单胞模型,采用有限元法预估复合材料的有效弹性模量,以材料质量最轻和刚度要求为目标,选用遗传算法优化细观结构参数。对纱线线密度和编织节距长度的优化结果验证,实验表明,桁架单胞模型结合遗传算法可以为满足弹性性能要求的三维编织复合材料快速地找到最优的细观结构参数。 展开更多

关键词 三维编织 纺织复合材料 刚度 细观力学 遗传算法

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三维机织复合材料力学性能研究进展 被引量：55

10

作者 易洪雷 丁辛 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期161-171,共11页

对近年来关于三维机织复合材料力学性能的研究作了综述和归纳．研究表明，三维机织复合材料的力学性能不仅取决于纤维和基体的性能，而且与三维增强结构形式密切相关．通过对三维机织增强结构的研究，获得了机织复合材料的细观结构和主... 对近年来关于三维机织复合材料力学性能的研究作了综述和归纳．研究表明，三维机织复合材料的力学性能不仅取决于纤维和基体的性能，而且与三维增强结构形式密切相关．通过对三维机织增强结构的研究，获得了机织复合材料的细观结构和主要力学特征的关系，强调了增强纤维束轴向几何特征和截面形状对材料细观结构的重要影响．试验研究集中于观测机织复合材料的破坏模式，以分析三维机织结构对阻止损伤微裂纹扩展的贡献．理论分析方面较为成熟的研究是三维机织复合材料线弹性力学性能，其研究基础是层板理论模型、取向平均模型和有限元分析模型．而对强度及损伤方面的研究还有待于进一步的工作．本文对当前研究工作中的关键问题进行分析，并就今后的研究工作发表一些看法． 展开更多

关键词 三维机织结构 纺织复合材料 细观结构 力学性能

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三维编织体复合材料空间几何结构的计算机模拟 被引量：9

11

作者 王毅强 张立同 成来飞 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2008年第2期95-98,共4页

针对四步方形编织结构,从三维编织工艺和实际的编织过程出发,提出一种单元几何模型,并通过计算机图形建模建立织物的空间几何数学模型,解决了三维编织复合材料内部编织结构分析困难的问题。该模型以携纱器循环一周返回到起始位置所形成... 针对四步方形编织结构,从三维编织工艺和实际的编织过程出发,提出一种单元几何模型,并通过计算机图形建模建立织物的空间几何数学模型,解决了三维编织复合材料内部编织结构分析困难的问题。该模型以携纱器循环一周返回到起始位置所形成的纱线编织结构作为单元,系统分析编织过程中纱线的空间运动规律,保证纤维束的连续性和材料整体结构的完整性。对每根纱线,选取它在编织体各个区域内合适的控制点,过这些控制点拟合成三次样条曲线,以此模拟纱线的空间结构中心线,从而能够方便直观地观察到各纱线具体走向。最后得到纱线和编织体的结构,从而便于下一步进行编织体复合材料力学性能的有限元分析。 展开更多

关键词 三维编织 纺织复合材料 空间结构 几何模拟

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三维四步编织复合材料单元胞体几何模型 被引量：6

12

作者 陈作荣 诸德超 陆萌 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期539-542,共4页

概述了三维四步 (1× 1 )编织复合材料几何模型的研究进展 ,分析了三维四步正规编织过程中纤维束的运动路径及交织方式 ,提出了一种三维实体单元胞体几何模型 ,研究了三维编织复合材料单元胞体的几何性 ,并讨论了纤维束的挤压条件 ... 概述了三维四步 (1× 1 )编织复合材料几何模型的研究进展 ,分析了三维四步正规编织过程中纤维束的运动路径及交织方式 ,提出了一种三维实体单元胞体几何模型 ,研究了三维编织复合材料单元胞体的几何性 ,并讨论了纤维束的挤压条件 .和传统的几何模型比较 ,该模型体现了纤维束的连续性 ,使得各单元胞体之间合理地组装 。 展开更多

关键词 复合材料 纺织 三维结构 纤维体积化 几何模型

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三维编织复合材料预制件表面编织角的检测与不匀分析研究 被引量：12

13

作者 万振凯 李嘉禄 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期363-365,353,共4页

本文介绍了三维编织复合材料预制件表面编织角的检测与不匀分析的基本原理。该系统 以ＣＣＤ为传感器，与微型计算机连接，进行三维编织复合材料预制件表面编织角的检测，并对其进行不 匀分析。本系统为改善三维编织复合材料预制件的加... 本文介绍了三维编织复合材料预制件表面编织角的检测与不匀分析的基本原理。该系统 以ＣＣＤ为传感器，与微型计算机连接，进行三维编织复合材料预制件表面编织角的检测，并对其进行不 匀分析。本系统为改善三维编织复合材料预制件的加工工艺具有指导作用，同时本系统为纺织复合材料新的性能指标建立提供了有利条件，为纺织复合材料在各个领域的广泛应用提供理论基础。 展开更多

关键词 复合材料 预制件 三维 三轴向织物 表面纺织角

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吸湿后三维编织复合材料剪切性能研究 被引量：4

14

作者 王迎娜 王玉林 万雪飞 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期674-678,共5页

本文对三维四向编织复合材料和长碳纤维复合材料吸湿后的剪切性能进行了研究。从试验角度得到了吸湿对复合材料的剪切性能的影响规律。并对试件断口进行了扫描电镜观察 。

关键词 三维编织复合材料 剪切性能 长碳纤维复合材料 吸湿 微观 破坏机制 力学性能 纺织复合材料

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“三维纺织复合材料单面缝合系统机构设计”项目通过天津市科委验收

15

作者 郭建辉 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2013年第6期13-13,共1页

由天津工业大学岳建锋副教授主持完成的天津市应用基础及前沿技术研究计划项目“三维纺织复合材料单面缝合系统机构设计”于2013年8月16日通过市科委组织的专家验收．为了在纺织复合材料加工领域实现对复杂异形件的缝合，该项目设计了... 由天津工业大学岳建锋副教授主持完成的天津市应用基础及前沿技术研究计划项目“三维纺织复合材料单面缝合系统机构设计”于2013年8月16日通过市科委组织的专家验收．为了在纺织复合材料加工领域实现对复杂异形件的缝合，该项目设计了一台单边缝合机．在一个引线针的基础上，增加一个钩线针，取代了传统缝纫机械安置在被缝件底部的钩线机构，由两针配合在被缝件的一个表面完成OSS线迹的单边缝合．采用复数矢量法结合分析软件．对钩线机构、刺料机构和挑线机构进行运动学分析和计算，研究了机构运动的位移、轨迹等特点，并对单面缝合机构进行了速度、加速度等分析，其结果表明各传动构件的运动变化规律能够满足工作要求． 展开更多

关键词 三维纺织复合材料 机构设计 缝合机 天津市 单面 科委 系统 运动学分析

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“三维纺织复合材料单面缝合系统机构设计”项目通过天津市科委验收

16

作者 郭建辉 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2014年第1期54-54,共1页

由天津工业大学岳建锋副教授主持完成的天津市应用基础及前沿技术研究计划项目“三维纺织复合材料单面缝合系统机构设计”于2013年8月16日通过市科委组织的专家验收。

关键词 三维纺织复合材料 机构设计 天津市 科委 系统 缝合 单面 天津工业大学

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三维编织复合材料的细观结构分析 被引量：3

17

作者 修英姝 陈利 李嘉禄 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期19-22,共4页

三维编织复合材料的优异性能是与细观结构密切相关的 ,本文在深入研究编织纱线运动规律的基础上 ,讨论了三维编织结构的单元体模型 ,并推导了编织工艺参数和几何结构参数之间的数学关系 ,通过实验验证 。

关键词 细观结构 三维编织 单胞模型 纺织复合材料 单元体模型 数学关系 纱线运动规律

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复合材料三维编织工艺计算机辅助设计

18

作者 姚承照 冯志海 吴远秀 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期42-46,共5页

复合材料三维编织技术经过近几年的发展，得到了显著的提高。本文论述运用计算机进行三维四步法编织工艺辅助设计，主要包括编织挂纱核子运动分析、织物结构模型和工艺计算三部分，文章分别从设计原理、设计思想、程序流程三方面进行说... 复合材料三维编织技术经过近几年的发展，得到了显著的提高。本文论述运用计算机进行三维四步法编织工艺辅助设计，主要包括编织挂纱核子运动分析、织物结构模型和工艺计算三部分，文章分别从设计原理、设计思想、程序流程三方面进行说明。经使用证明，所开发的CAD软件具有实用性、合理性和高可靠性等优点。 展开更多

关键词 三维四步法纺织 CAD 复合材料

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三维编织和角联锁复合材料的高速冲击响应 被引量：2

19

作者 朱丹 张青菊 刘胜凯 《现代纺织技术》 北大核心 2023年第2期101-106,共6页

为了探究三维纺织结构复合材料高速冲击下应变率效应和结构效应,制备了碳纤维增强三维编织和三维角联锁复合材料,采用霍普金森压杆(SHPB)系统和高速摄影系统记录了三维编织和三维角联锁复合材料在高速冲击过程中应力应变曲线和渐进损伤... 为了探究三维纺织结构复合材料高速冲击下应变率效应和结构效应,制备了碳纤维增强三维编织和三维角联锁复合材料,采用霍普金森压杆(SHPB)系统和高速摄影系统记录了三维编织和三维角联锁复合材料在高速冲击过程中应力应变曲线和渐进损伤过程。结果表明:编织和角联锁复合材料在高速冲击下都具有一定的应变率效应,并且都呈现剪切损伤,但编织复合材料呈现明显延性损伤而角联锁复合材料呈现明显脆性损伤。由于编织复合材料内部纤维束交织紧密,损伤后仍能承受一定载荷并且结构也能保持完整性,因此相较于三维角联锁复合材料,三维编织复合材料具有更好的抗冲击性能。 展开更多

关键词 三维纺织结构复合材料 高速冲击 结构效应 应变率效应

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蜂窝结构三维纺织品的复合工艺开发 被引量：4

20

作者 龚小舟 华婷 +1 位作者 裴鹏英 李宇 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期65-69,77,共6页

针对具有蜂窝状结构的三维纺织品在复合工艺中存在难以成型、脱模困难的问题,拟采用对传统手糊工艺和真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺进行改进的方法,对这种结构的纺织品进行复合工艺的新开发。在上述2种传统复合工艺的基础上,采用不... 针对具有蜂窝状结构的三维纺织品在复合工艺中存在难以成型、脱模困难的问题,拟采用对传统手糊工艺和真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺进行改进的方法,对这种结构的纺织品进行复合工艺的新开发。在上述2种传统复合工艺的基础上,采用不同材质的支撑物将平面织物塑造成立体结构的蜂窝材料或对树脂注入口的位置、数量进行调整,制备出5组试样。结果表明:采用手糊工艺制成的蜂窝结构复合材料的厚度误差可达60%以上,得不到理想的试样;但采用VARTM工艺再结合石蜡作为结构内部支撑材料并采用水浴加热,可成功地制备出蜂窝结构复合材料。 展开更多

关键词 蜂窝结构织物 手糊工艺 真空辅助树脂传递模塑工艺 复合材料 三维纺织品

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