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题名纺织复合材料预制体成形过程纤维束摩擦行为研究进展
被引量：2
- 1
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作者
王玉
焦亚男
谢军波
吴宁
陈利
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机构
天津工业大学复合材料研究院先进纺织复合材料教育部重点实验室
天津工业大学纺织科学与工程学院
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出处
《摩擦学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期874-887,共14页
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基金
国家自然科学基金项目(11802204)
天津市自然科学基金项目(18JCQNJC73000)
+2 种基金
天津市教委科研计划项目(2019ZD03)
天津市教委科研计划项目(2018KJ195)
天津市高等学校创新团队项目(TD13-5043)资助。
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文摘
预制体是复合材料的增强骨架,由成千上万根纤维束织造而成.预制体中的纤维束由于织造过程中的交织运动会发生不同程度的摩擦损伤,而纤维的磨损会导致预制体力学性能损失率高达9%~12%.因此,揭示纤维束在织造过程中的摩擦磨损机理对提升预制体力学性能具有重要意义.本文中综述了近年来有关纤维束摩擦行为的研究进展:首先,概述纤维束-金属和纤维束-纤维束摩擦测试方法的优缺点;其次,分析得出摩擦角度、摩擦频率、预加张力和法向载荷对纤维束摩擦性能的影响机制;最后,总结纤维束摩擦磨损行为的理论分析模型.本综述中对复合材料预制体成形工艺设计和纤维束摩擦损伤的量化分析具有指导意义.
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关键词
纺织复合材料
预制体
成形过程
纤维束
摩擦磨损
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Keywords
textile composite
perform
forming process
tows
friction and wear
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分类号
TH117.1
[机械工程—机械设计及理论]
TH163
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名防弹头盔用三维机织预制体的曲面成型性研究
被引量：2
- 2
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作者
张长龙
陈利
王静
焦伟
李海涛
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机构
天津工业大学纺织科学与工程学院
天津工业大学复合材料研究院先进纺织复合材料教育部重点实验室
际华三五零二职业装有限公司装具装备研究分院
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期2017-2024,共8页
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文摘
三维机织预制体(Three Dimensional Woven Preforms,3DWP)因其较好的成型性和显著的层间承载能力,有望实现头盔曲面一体化成型,减少裁片与原材料浪费。因防弹头盔多曲面、高曲率的结构特点,研究3DWP在曲面成型时的变形机制对于指导头盔的一体化成型至关重要。一种衬经层层角连锁3DWP在高曲率、大变形时的曲面成型性被系统地研究,从面内与层间维度、宏细观尺度全面地阐述了3DWP的变形机理和褶皱缺陷的形成机制。实验结果表明:3DWP在成型过程中同纬度下沿45°方向的面内剪切变形最明显,凹面的最大面内剪切角为38°,大于凸面的35°;3DWP经纱列和纬纱列的最大层间剪切角分别为34.83°和27.76°;成型后3DWP已达到其面内剪切锁紧角62°,细观上诱发了纱线的屈曲,宏观上形成了脊形的褶皱;在褶皱区域,面内剪切角最大值仅为4.8°,层间剪切角最大值为18°。对实际应用中防弹头盔增强织物结构选择以及成型工艺具有指导意义。
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关键词
防弹头盔
三维机织预制体
层层角连锁
曲面成型
剪切角
褶皱缺陷
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Keywords
ballistic helmet
3DWP
layer-to-layer interlock
curved surface forming
shear angle
wrinkle defect
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分类号
TB332
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名碳纤维束-圆辊细观接触行为研究
被引量：2
- 3
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作者
王玉
焦亚男
杨志
谢军波
吴宁
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机构
天津工业大学复合材料研究院纺织复合材料教育部重点实验室
天津工业大学纺织科学与工程学院
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出处
《摩擦学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期326-337,共12页
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基金
天津市教委科研计划重点项目(2019ZD03)
天津市教委科研计划项目(2018KJ195)
+1 种基金
天津市研究生科研创新项目(2020YJSB070)
天津市高等学校创新团队培养计划(TD13-5043)资助。
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文摘
为探索碳纤维束-圆辊的接触机制,本文中采用自制摩擦模拟试验装置,结合薄膜压痕法分析了纤维束接触部位的三维(3D)表面形貌,研究了预加张力和接触角度对碳纤维束-圆辊接触面积的影响规律.结果表明:碳纤维束-圆辊接触面内的纤维束取向度是影响接触面积的关键因素,当接触角度从60°增加到170°时,纤维束取向度逐渐减小,碳纤维束-圆辊接触面积也逐渐减小,且接触角度为60°时的接触面积是170°时的22倍;当预加张力从0.19 N增加到1.47 N时,纤维束取向度逐渐增大,碳纤维束-圆辊接触面积逐渐增大,且预加张力为1.47 N时的接触面积是0.19 N时的2倍.在Hertz接触理论的基础上,考虑纤维束取向度建立碳纤维束-圆辊接触面积的理论预测模型,通过试验数据验证了该模型能够准确预测碳纤维束-圆辊的接触面积.
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关键词
碳纤维
接触面积
接触角度
预加张力
HERTZ接触
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Keywords
carbon tows
contact area
contact angle
pre-tension
Hertz contact
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分类号
TH163
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名PTFE包覆连续氧化铝纤维缝纫线的磨损行为
被引量：2
- 4
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作者
孟影
吴宁
袁志清
张一帆
陈利
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机构
天津工业大学纺织科学与工程学院
天津工业大学复合材料研究院先进纺织复合材料教育部重点实验室
石家庄海关技术中心
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出处
《航空材料学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期68-76,共9页
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基金
天津市海河实验室科学研究项目(22HHXCJC00007)。
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文摘
结合上浆及二维编织技术制备部分包覆结构F-3、F-4、F-5连续氧化铝纤维缝纫线,使用自研实验装置研究包覆结构对缝纫线与针孔间磨损行为的影响。使用3D轮廓仪表征不同包覆结构缝纫线的轮廓外观和摩擦作用下的损伤形态演变;通过拉伸性能测试,表征缝纫线在不同摩擦次数下的强度保持率;通过磨断次数来评价缝纫线在不同实验参数下的磨损性能。结果表明:包覆工艺参数的变化影响缝纫线表面轮廓的起伏状态,导致磨损后断口产生的毛羽长度随着包覆纱根数的增多和编织节距的增加而增大;相比原纱和浆纱,缝纫线的耐磨性显著提高;随着摩擦次数的增加,缝纫线拉伸强度保持率均呈现快速下降后趋于平缓的趋势,当摩擦次数达到30次时,F-3、F-4、F-5缝纫线拉伸强度保持率分别为12.89%、28.82%、18.35%;随着摩擦距离、纱线张力的增加,摩擦角度的减小,缝纫线的磨断次数逐渐下降。
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关键词
连续氧化铝纤维
缝纫线
磨损
包覆结构
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Keywords
continuous alumina fiber
sewing thread
wear
semi-coated structure
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分类号
V258.3
[一般工业技术—材料科学与工程]
TQ34341
[化学工程—化纤工业]
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