纺织学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (08): 173-182.doi: 10.13475/j.fzxb.20230702001
陈小明1,2,3, 吴凯杰1,2, 郑宏伟2,3, 张敬义4, 苏星兆2,3, 辛世纪2,3, 郭东升1,2, 陈利1,2()
CHEN Xiaoming1,2,3, WU Kaijie1,2, ZHENG Hongwei2,3, ZHANG Jingyi4, SU Xingzhao2,3, XIN Shiji2,3, GUO Dongsheng1,2, CHEN Li1,2()
摘要:
为明晰缝合工艺对针刺结构复合材料 I 型层间力学性能的影响,以石英机织布和石英纱线为原料,设计制备了针刺/缝合多尺度联锁织物及复合材料,采用Micro-CT对多尺度联锁织物结构进行表征,进一步研究了多尺度联锁复合材料I型层间力学行为,同时建立了I型层间断裂行为有限元分析模型,阐明了多尺度联锁复合材料的层间强化机制。研究结果表明:相比针刺复合材料,多尺度联锁复合材料的层间载荷值最大提高46.61%,临界能量释放率最大提高55.55%;在缝合矩阵不变的情况下,单束缝合纱线从100 tex增大到200 tex,最大破坏载荷提高了12.91%,临界能量释放率提高了17.8%;随着缝合矩阵增大,总植入量从800 tex增大到1 600 tex后,最大破坏载荷提高了22.8%,临界能量释放率提高了47.3%;此外,多尺度联锁复合材料有限元模型的I型层间断裂模拟结果与实验结果相吻合,最大误差仅为3.1%,建立的有限元模型可较为准确地预测多尺度联锁复合材料Ⅰ型层间失效行为。
中图分类号:
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