本技术提供了一种凸型三维编织预制件的编织工艺及凸型三维编织预制件,凸型三维编织预制件包括主体部分及凸起部分;编织工艺包括:多个携纱器排列成编织矩阵,编织矩阵包括:第一编织矩阵,与凸起部分对应,包括N<subgt;1</subgt;列携纱器;第二编织矩阵,与主体部分对应,包括N<subgt;2</subgt;列携纱器,N<subgt;2</subgt;大于N<subgt;1</subgt;;第一编织矩阵和第二编织矩阵的携纱器在列向上对齐,第一编织矩阵的列尾突出携纱器与第二编织矩阵的列首突出携纱器位于同一行;按照三维四步法编织,形成凸型三维编织预制件。从而,能够使凸起部分和主体部分的纱线会在二者的交界处形成缠绕,将凸起部分与主体部分衔接为一体,实现了对凸型三维编织预制件的一体成型织造,提高了复合材料凸型制品的整体性能。
背景技术
纤维增强复合材料是由增强纤维材料(如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等)与基体材料按一定的角度和一定的顺序进行铺层或缠绕而制成,形成层状结构,因此也称层合或层压复合材料。纤维增强复合材料在建筑、桥梁、公路、海洋、水工结构以及地下结构等领域中被广泛应用。但是,层合复合材料层间剪切强度低,在层间应力作用下容易引起层间破坏,从而导致层合复合材料结构的破坏。
三维编织结构复合材料是利用三维编织技术,将纤维束织造成所需结构的形状,形成三维编织预制件,然后以三维编织预制件作为增强骨架进行浸胶固化而形成的复合材料。在这类结构中,纤维束在空间相互交错、交织形成一个整体预成型结构,从而在厚度方向引入增强纤维,提高了复合材料的层间剪切强度和损伤容限,因此它不会分层。
复合材料凸型制品包括主体部分和设置在主体部分一侧的凸起部分,主体部分与凸起部分连为一体,凸起部分的宽度小于主体部分的宽度。
目前在市场上流行或推广的复合材料凸型制品,一般可以采用三种方式制得:第一种方式为,通过厚度方向叠层后利用树脂浸渍模压成型;第二种方式为,编织形成分别与主体部分和凸起部分对应的三维编织预制件,然后对二者进行拼接,对拼接后的预成型结构件进行浸胶固化制得;第三种方式为,编织形成一长方体结构的三维编织预制件,然后对长方体结构的三维编织预制件进行浸胶固化后进行切割,形成凸型形状。
但是,采用第一种方式制得的复合材料凸型制品的层间的结合力薄弱;采用第二种方式制得的复合材料凸型制品的主体部分与凸起部分之间连接处的剪切强度较差,凸型制品的主体部分与凸起部分之间容易分离;采用第三种方式制得的复合材料凸型制品,切割工序会对材料的纤维造成破坏,影响复合材料凸型制品的整体性能。
因此,设计一种能够实现对复合材料凸型制品的预制件一体成型织造的凸型三维编织预制件的编织工艺,成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
实现思路