二步法方型三维编织复合材料的细观结构:101023851(2002)0420069207收稿日期:2000211214;收修改稿日期:2001202223基金项目:国家教育部科学研究重点项目(00135)作者介绍:李嘉禄(1947),男,硕士,教授,主要从事纺织复合材料方面的研究。二步法方型三维编织复合材料的细观结构李嘉禄,孙颖(天津工业大学复合材料研究所,天津300160)摘要:对二步法方型三维编织复合材料的三维五向结构进行了真实的描述与分析。在此基础上划分出边上、角上和内部单元体。通过对复合材料的横截面以及与试件表面成45°的纵切面进行观察,确定出轴纱因受编织纱捆绑挤压产生的形变情况以及轴纱内纤维体积含量。关键词:二步法三维编织;复合材料;细观结构;单元体;纤维体积含量;挤压变形:TB332文献标识码:AMICROSTRUCTUREOFTHETWO-STEPRECTANGLE3DBRAIDEDCOMPOSITESLIJia2lu,SUNYing(CompositesResearchInstituteofTian激nPolytechnicUniversity,Tian激n300160,China)Abstract:Thestructureofthetwosteprectangle3Dbraidedcompositeswithfive2directionandthree2demensionistrulydescribedandanalyzed.Threekindsofunitcellshavebeendivided.Accord2ingtothebraidingmovementrule,theaxialyarnskeepstaticintheaxialdirectionandthebraidingyarnsrunacrossalongthediagonaldirectionatanangelof45°withthepreformsurfacetoandfroinaproperordertobinduptheaxialyarns.Throughsurveyingthecrosssectionandthesectioncutlon2gitudinallyata45°anglewiththepreformsurfaceofthecomposites,thetruecrosssectionsandtheshapesofaxialandbraidingyarnsaredescribedclearly.Thereby,thevolumeofthedeformationsofaxialyarnsbeingflattenedbythebraidingyarnsandthefibervolumefractionintheaxialyarnarede2termined.Keywords:two2step3Dbraiding;composites;microstructure;fibervolumefraction;deformations二步法三维编织复合材料是三维编织复合材料的一种,它以独特的结构和优异的力学性能在纺织复合材料领域中占有一席之地[1]。与四步法三维编织相比,二步法三维编织工艺的提出较晚。11017年,由Popper和McConnell最早提出了二步法三维编织工艺,并申请了专利,引起业内人士的关注[2]。11010年,Du等人给出了二步法方型三维编织预制件中的细观结构,纱线的交织情况。他们认为,复合材料内部、边上、角上三个位置上的轴纱形状不同,编织纱截面是矩形[1]。11011年,Li对二步法圆型和方型三维编织均进行了分析,给出了细观结构与工艺参数的关系,认为纱线截面均是圆形[3]。此外Byun和Chou等人也为二步法三维编织复合材料做了大量的基础研究工作[4]。目前,在航空航天和建筑领域都有采用这种材料作为主要承力结构件的需求,但是由于对它的研究还不够细致,主要是对于细观结构的反映和假设欠真实,从而影响了工艺制定和性能预报的准确性,制约了人们对它的使用。笔者正是对二步法方型三维编织复合材料的细观结构作了真实的描述和分析,在此基础上,划分出边单元体、角单元体和内部单元体。特别地,本文中没有视纱线为刚性体,而是通过确定轴纱因受编织纱捆绑挤压产生的形变情况,从轴纱受挤压后的变形量,定量地推算出轴纱内纤维体积含量。为确定复合材料复合材料学报ACTAMATERIAECOMPOSITAESINICA第19卷第4期8月2002年Vol.19No.4August2002本文：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！