针刺/缝合多尺度联锁复合材料Ⅰ型层间力学行为

作     者：陈小明 吴凯杰 郑宏伟 张敬义 苏星兆 辛世纪 郭东升 陈利 CHEN Xiaoming;WU Kaijie;ZHENG Hongwei;ZHANG Jingyi;SU Xingzhao;XIN Shiji;GUO Dongsheng;CHEN Li

作者机构：天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387 天津工业大学机械工程学院天津300387 航天材料及工艺研究所北京100080 

基　　金：天津市自然科学基金项目(19JCYBJC18300) 先进功能复合材料技术重点实验室基金项目(6142906210406) 

出 版 物：《纺织学报》 (Journal of Textile Research)

年 卷 期：2024年第45卷第8期

页      码：173-182页

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1600 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。

主 题 词：针刺 织物 复合材料 缝合 层间强度 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.13475/j.fzxb.20230702001

馆 藏 号：203132456...