2.5d類緞紋織物增強(qiáng)復(fù)合材料疲勞特性研究

1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得云洼王些太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：多吝船耳 簽字日期：沁廬) 月) 7 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解丟洼王些太堂有關(guān)保留、使用

2、學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)丟婆王些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。( 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名：多吝魯率 導(dǎo)師簽名．： 學(xué)位論文作者簽名：二鎊魯單 導(dǎo)師簽名- ：簽字膩如『7 年二月4 日i 。萎之簽字日期呻婦毋摘要三維織物增強(qiáng)復(fù)合材料具有良好的層間力學(xué)性能、抗剪切性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)

3、定性和可設(shè)計(jì)性。常見的三維織物結(jié)構(gòu)有正交三向結(jié)構(gòu)、2 ．5 D 平紋結(jié)構(gòu)、及其襯經(jīng)、襯緯、和襯法向結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)大量運(yùn)用在各類復(fù)合材料中。與2 ．5 D 平紋結(jié)構(gòu)相比，2 ．5 D 類緞紋結(jié)構(gòu)織物中浮長線較長，交織點(diǎn)較少，使2 ．5 D 類緞紋織物具有良好的變形能力，更適宜用于彎曲、扭轉(zhuǎn)等曲面結(jié)構(gòu)復(fù)合材料增強(qiáng)體，典型應(yīng)用如葉片和天線罩等。為了保證2 ．5 D 類緞紋織物增強(qiáng)復(fù)合材料在疲勞環(huán)境下的使用安全，研究其拉伸特性和拉．拉疲勞性能是

4、十分有必要的。根據(jù)2 ．5 D 類緞紋織物組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)織物開口工藝和一種開口輔助工裝，在三維織機(jī)上實(shí)現(xiàn)織物的連續(xù)織造。對(duì)織物進(jìn)行復(fù)合，得到2 ．5 D 類緞紋織物復(fù)合材料，簡(jiǎn)稱F C ( F a b r i c C o m p o s i t e ) ，剖切試件研究復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以經(jīng)緯紗真實(shí)狀態(tài)建立細(xì)觀模型，并計(jì)算2 ．5 D 類緞紋織物幾何參數(shù)。同時(shí)，制備緞紋鋪層復(fù)合材料，簡(jiǎn)稱L C ( L a m i n a t e sC

5、 o m p o s i t e ) ，進(jìn)行對(duì)比研究?；贒 I C 全場(chǎng)應(yīng)變系統(tǒng)，測(cè)試了F C 和L C 試件面內(nèi)經(jīng)向拉伸應(yīng)力．應(yīng)變關(guān)系，研究兩種結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合材料拉伸性能的影響。并開展F C 和L C 試件拉．拉疲勞性能，從細(xì)觀層次分析了兩種復(fù)合材料在高周疲勞下強(qiáng)度、模量和疲勞損傷擴(kuò)展模式。經(jīng)向拉伸試驗(yàn)中，F(xiàn) C 比L C 試件經(jīng)向拉伸強(qiáng)度小5 ％，拉伸模量高9 ％，斷裂伸長率高5 ％，差值小主要原因?yàn)閮煞N試件面內(nèi)結(jié)構(gòu)和纖維體積含量近似

6、；但泊松比F C 比L C 試件大9 3 ％，主要因?yàn)? ．5 D 類緞紋織物緯向變形能力較強(qiáng)。拉．拉疲勞試驗(yàn)中，F(xiàn) C 試件在7 0 ％疲勞應(yīng)力水平下就到達(dá)1 0 0 萬次疲勞循環(huán)，而L C 試件滿足1 0 0 萬次疲勞循環(huán)的應(yīng)力水平為5 2 ．5 ％，說明F C 試件抗疲勞能力強(qiáng)于L C 試件。F C 和L C 試件拉．拉疲勞具有三個(gè)發(fā)展階段，F(xiàn) C 試件三個(gè)階段正則化模量下降趨勢(shì)和塑性變形增長趨勢(shì)明顯弱于L C 試件，表明F C

7、抗疲勞性能優(yōu)于L C 試件。疲勞后F C 試件強(qiáng)度損失3 1 ．2 ％、拉伸模量下降2 2 ．6 ％、斷裂伸長率下降2 7 ．8 ％、泊松比下降2 ．5 ％；L C 試件強(qiáng)度損失5 1 ．7 ％、拉伸模量下降4 ．2 ％、斷裂伸長率下降5 0 ．9 ％、泊松比上裝1 2 3 ％；各項(xiàng)性能變化均與疲勞對(duì)試件損傷程度有關(guān)。觀測(cè)比疲勞斷口和疲勞后無損檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)，F(xiàn) C 試件在經(jīng)緯紗交織處和緯向具有明顯損傷，并沿經(jīng)緯交織方向和緯向發(fā)展，L C