復(fù)合材料盔殼用國產(chǎn)高性能纖維混雜織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、混雜纖維復(fù)合材料是指由兩種或者兩種以上的纖維混雜增強(qiáng)同種基體而形成的復(fù)合材料。因其靈活的可設(shè)計(jì)性，極大地?cái)U(kuò)展了復(fù)合材料的性能和在工程領(lǐng)域的使用范圍。芳綸纖維和高強(qiáng)聚乙烯(UHMWPE)纖維混雜用于增強(qiáng)復(fù)合材料的主要目的就是可以充分利用芳綸纖維的力學(xué)性能和UHMWPE纖維的低密度、能量吸收能力，在滿足減重要求的同時(shí)，提高復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能。
　　本文采用國產(chǎn)芳綸纖維和UHMWPE纖維用于混雜復(fù)合材料盔殼用纖維原料，設(shè)計(jì)混雜纖維單

2、層織物結(jié)構(gòu)和疊層結(jié)構(gòu)，綜合評(píng)價(jià)研究芳綸/高強(qiáng)聚乙烯纖維混雜復(fù)合材料的拉伸性能和低速?zèng)_擊性能，優(yōu)選出滿足力學(xué)性能要求，實(shí)現(xiàn)減重目標(biāo)的混雜復(fù)合材料盔殼材料。
　　首先通過搜集國內(nèi)具有代表性的芳綸纖維和UHMWPE纖維，對(duì)比國外纖維樣品拉伸性能，從中優(yōu)選出拉伸性能優(yōu)異、質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定的國產(chǎn)纖維—煙臺(tái)泰和公司泰普達(dá)芳綸纖維和儀征化纖UHMWPE纖維產(chǎn)品;然后以混雜結(jié)構(gòu)、經(jīng)緯密度、混雜比和單層織物結(jié)構(gòu)為變量設(shè)計(jì)制作芳綸/高強(qiáng)聚乙烯纖維混雜復(fù)合

3、材料;最后測(cè)試評(píng)價(jià)混雜復(fù)合材料的拉伸和低速?zèng)_擊性能。
　　實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)芳綸/高強(qiáng)聚乙烯纖維混雜復(fù)合材料層板的拉伸強(qiáng)度分布在一級(jí)和二級(jí)斷裂強(qiáng)度直線所圍成區(qū)域的上方，特別地，部分層內(nèi)混雜復(fù)合材料層板表現(xiàn)出混雜正效應(yīng)?；祀s復(fù)合材料層板拉伸強(qiáng)度的變化趨勢(shì)為層內(nèi)混雜＞夾芯混雜＞層間混雜。拉伸強(qiáng)度隨著織物經(jīng)緯密度的增加先增加后減小，拉伸模量則一直減小。隨著UHMWPE纖維含量的增加，拉伸強(qiáng)度和拉伸模量大幅度下降。對(duì)于不同織物結(jié)構(gòu)的混雜復(fù)合材料

4、層板，方平織物混雜復(fù)合材料層板拉伸性能最好。
　　芳綸/高強(qiáng)聚乙烯纖維混雜復(fù)合材料層板沖擊強(qiáng)度的變化趨勢(shì)為層間混雜＞夾芯混雜＞層內(nèi)混雜。沖擊強(qiáng)度和韌性指數(shù)隨著織物經(jīng)緯密度的增加而增加，說明經(jīng)緯密度的增加可以提高混雜復(fù)合材料層板的沖擊韌性，減少脆性斷裂。沖擊強(qiáng)度隨著UHMWPE纖維含量的增多先下降后增加，沖擊韌性指數(shù)隨著UHMWPE纖維混雜含量的增加而略有增加。對(duì)于不同織物結(jié)構(gòu)的混雜復(fù)合材料層板，方平織物混雜復(fù)合材料層板的沖擊性能最