新型三维织物夹芯复合材料的制备及其力学性能
王梦远2曹海建”钱坤张建民
（1江南大学生态纺织教育部重点实验室，无锡214122）(2江苏出入境检验检疫局工业产品检测中心，南京210001）
文摘以玻璃纤维为原料，采用特殊的三维织造工艺，织制经向剖面为矩形的新型三维夹芯织物。以环氧树脂E-51、9055型固化剂组成树脂基体体系，采用手糊成型工艺将上述机织物复合制成三维织物夹芯复合材料。对高度为10、20及30mm的三维织物夹芯复合材料的力学性能进行研究，重点分析夹芯层高度对材料压缩与弯曲性能的影响。结果表明：随着夹芯层高度的增加，材料的压缩强度与模量逐渐下降，弯曲强度逐渐上升，弯曲模量逐渐下降，其中纬向弯曲强度明显大于经向。
关键词三维织物夹芯复合材料，玻璃纤维，夹芯层高度，压编性能，弯曲性能
D0I:10. 3969/j. issn. 10072330. 2015.02.013
中图分类号：TB3
PreparationandMechanicalPropertiesofNew3DFabricSandwichComposites
WANGMengyuan'-2
CAOHaijian'
QIANKun'
ZHANGJianmin
(1 Key Laboratory of Eco-Textiles Ministry of Education,Jiangnan University, Wuxi 214122)
(ouenasngeneo e
AbstractGlass fibers were used as raw material, and the special 3D weaving process was used to weave the new 3D sandwich fabric whose warp cross section was a rectangle. The resin matrix was consisted of epoxy resin E51 and cu-ring agent 9055. The 3D sandwich fabric was made into 3D fabric sandwich composite through the hand lay-up process. The mechanical properties of 3D fabric sandwich composites with core height of 10 mm, 20 mm and 30 mm were studied. And the effect of core height on the compression properties and flexure properties of the composites were mainly analyzed. The results show that the compressive strength and compressive elasticity modulus of the composites decrease with the increase of core height. The flexural strength of the composites increase with the increase of core height, while the flexural elasticity modulus decrease. And the flexural strength in weft direction is better than that in warp one.
Key words3D fabric sandwich composites,Glass fibers,Core height,Compression properties,Flexure property
0引言
三维整体中空复合材料，具有高强耐压、隔热耐磨、抗冲击性好、整体性优异的特点，近年来在航空航天、船舶汽车以及建筑行业中的应用越来越广泛[1-3]。Hosur等[4]研究了三维整体中空复合材料的成型工艺，并对不同面板的材料进行了低速冲击实验研究;Shyr等[3]对三种类型的整体中空复合材料进行了低速冲击实验，研究其吸能效果及冲击破坏形式;Corigliano等研究了填充聚酯泡沫的三维整体
中空复合材料的力学性能，并进行了三点弯曲与四点弯曲的实验研究；姚秀东等[7]利用有限元软件AN SYS,对增强型复合材料建立物理模型，研究树脂柱分布和材料特性对芯层与面层间的应力分布以及板竖向位移的影响。目前，有关三维整体中空复合材料的芯材设计的研究较少，本文针对这方面设计并成功制备了一种新型的三维织物夹芯复合材料。其预制件是在两个平行的织物平面结构之间由一组垂向机织物相连接的三维机织物，夹芯层不再是以往的垂纱
收稿日期：2014-09-11
基金项目：国家自然科学基金（51302110）；江苏省产学研前瞻性联合研究项目（BY2013015-31）作者简介：王梦远，1989年出生，硕士，研究方向为纺织复合材料。E-mail;xwmy1103x@126.com
通讯作者：曹海建，1979年出生，副研究员，研究方向为复合材料的制备及性能研究。E-mail;caohaijian@jiangnan.edu.en
宇航材料工艺http：//www.yhelgy.com2015年第2期万方数据
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