文档名：碳纤维复合材料编织针刺预制体成形质量研究
摘要：编织-针刺复合成形技术可实现大厚度回转形复合材料预制体一体化成形.为研究编织-针刺复合材料预制体成形质量,试制了不同K数纱线、编织角度的编织-针刺预制体以及作为对照组的机织-针刺预制体.考虑背面针刺纤维束形貌以及基布损伤提出通过用预制体纤维束细长率χf定量表征针刺纤维束形貌.结合实际针刺预制体剥离曲线的变化特点,采用有效剥离曲线内所有波峰和波谷的平均值来对层间剥离强力进行描述.结果表明,试样纱线K数为6K时,编织-针刺预制体平均细长率相较机织-针刺预制体提升7.2%,编织-针刺预制体纤维束形貌更理想.当纱线K数由6增加至12时,机织-针刺预制体背面纤维束平均细长率提升了78.9%,编织-针刺预制体却减少了30.6%,其原因在于编织-针刺预制体刺针作用位置处纱线被挤开,增大了纤维束投影面积.编织-针刺预制体在层间剥离强力指标方面优势显著,各试样相较机织-针刺预制体提升38.0%以上,12K纱线编织-针刺预制体层间剥离强力比6K纱线大78.3%,且随着编织角由30°增加至60°,编织-针刺预制体平均剥离强力减少46.6%.
Abstract：Thebraided-punchedcompositeformingtechnologycanachievetheintegratedformingoflargethicknessrotary-shapedcompositepreforms.Toinvestigatetheformingqualityofbraided-punchedcompositemate-rialpreformswithdifferentyarnK-numbersandbraidingangles,aswellaswoven-punchedperformsasacontrolgroup,wereexperimentallyproduced.Themorphologyofthebacksidepunchedfiberbundlesandthedamagetothebasefabricwereconsidered,andthepreformfiberbundleselongationχfwasproposedtoquantitativelycharac-terizethepunchedfiberbundlemorphology.Bycombiningtheactualchangesinthepeelingcurveofthepunchedpreforms,theaveragevaluesofallpeaksandtroughswithintheeffectivepeelingcurvewereusedtodescribetheinterlaminarpeelingforce.TheresultsshowthatwhentheyarnK-numberis6K,theaverageelongationofthebrai-ded-punchedpreformsisincreasedby7.2%comparedtothewoven-punchedpreforms,makingthefiberbun-dlemorphologyofthebraided-punchedpreformsmoreideal.WhentheyarnK-numberincreasesfrom6to12,theaverageelongationofthefiberbundlesonthebackofthewoven-punchedpreformsincreasesby78.9%.Incom-parison,thatofthebraided-punchedpreformsdecreasesby30.6%duetotheyarnbeingdisplacedatthepunchingsite,increasingthefiberbundle'sprojectedarea.Thebraided-punchedpreformsshowsignificantad-vantagesininterlaminarpeelingforce,witheachsampleshowinganincreaseofover38.0%comparedtothewov-en-punchedpreforms.Theinterlaminarpeelingstrengthofthe12Kyarnbraided-punchedpreformsis78.3%greaterthanthatofthe6Kyarn.Asthebraidingangleincreasesfrom30°to60°,theaveragepeelingstrengthofthebraided-punchedpreformsdecreasesby46.6%.
作者：周征西 单忠德 孙正 郭子桐 杨天政 Author：ZHOUZhengxi SHANZhongde SUNZheng GUOZitong YANGTianzheng
作者单位：南京航空航天大学机电学院,南京210016南京航空航天大学机电学院,南京210016;南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室,南京210016
刊名：高科技纤维与应用 ISTIC
Journal：Hi-TechFiber&Application
年，卷(期)：2024, 49(3)
分类号：TB332TU358
关键词：复合材料 编织-针刺预制体 成形质量 预制体性能表征
Keywords：composites braided-punchedpreforms formingquality preformcharacterization
机标分类号：TB332TS194.22V257
在线出版日期：2024年7月12日
基金项目：江苏省前沿引领技术基础研究专项项目，国家自然科学基金，中国博士后面上基金项目，中国博士后特助基金碳纤维复合材料编织-针刺预制体成形质量研究[
期刊论文] 高科技纤维与应用--2024, 49(3)周征西 单忠德 孙正 郭子桐 杨天政编织-针刺复合成形技术可实现大厚度回转形复合材料预制体一体化成形.为研究编织-针刺复合材料预制体成形质量,试制了不同K数纱线、编织角度的编织-针刺预制体以及作为对照组的机织-针刺预制体.考虑背面针刺纤维束形貌以...参考文献和引证文献
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