1、三維編織復(fù)合材料是一種新型的復(fù)合材料，其結(jié)構(gòu)合理，整體性好，異型件可一次編織成型，具有良好的綜合力學(xué)性能。但三維編織復(fù)合材料在惡劣的工作環(huán)境下，外表面不可避免得會(huì)發(fā)生損傷，破壞了其優(yōu)勢(shì)——整體性。另外在工藝設(shè)計(jì)中，有些三維編織制件不得不進(jìn)行必要的加工以形成所需要的形狀，三維編織復(fù)合材料的這種損傷對(duì)它的力學(xué)性能會(huì)造成哪些影響，這是在復(fù)合材料設(shè)計(jì)上所關(guān)注的問(wèn)題。本論文通過(guò)比較切割后的三維編織復(fù)合材料與未切割試件力學(xué)性能的差異，系統(tǒng)地研究了切

2、邊對(duì)三維編織復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，為三維編織復(fù)合材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。 本文對(duì)兩種編織角的三維編織復(fù)合材料設(shè)計(jì)了分別沿厚度和寬度方向的四種不同的切割方法，對(duì)切割前后的試件的力學(xué)性能，包括拉伸、壓縮、彎曲強(qiáng)度和模量進(jìn)行了研究分析。然后對(duì)切割前后的細(xì)觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比，并且得出了切邊后切斷紗線(xiàn)在預(yù)制件內(nèi)的長(zhǎng)度公式。最后對(duì)材料的損傷進(jìn)行了分析。 研究結(jié)果表明，三維編織復(fù)合材料隨著表面編織角的增大，試件的拉伸、壓縮、彎曲

3、強(qiáng)度和模量隨之減小。切邊后的試件拉伸、壓縮、彎曲的強(qiáng)度和模量的變化趨勢(shì)仍然是隨著編織角的增加而降低。在四種切邊方法中，在寬度為25mm左右的時(shí)候，沿寬度方向一邊切和雙邊切的三維編織復(fù)合材料的拉伸、彎曲強(qiáng)度和模量與未切割試件的基本相同，壓縮強(qiáng)度也基本不受切邊的影響，而壓縮模量下降了20％左右；在厚度為4-5mm左右的時(shí)候，沿厚度方向切割的試件的力學(xué)性能包括拉伸、壓縮、彎曲強(qiáng)度與模量受切邊影響較大；沿厚度和寬度同時(shí)切割的試件的力學(xué)性能下降最

4、大，彎曲性能甚至下降了接近60％。對(duì)切割前后三維編織復(fù)合材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)的分析表明，切割后試件力學(xué)性能下降的幅度與試件內(nèi)被切割紗線(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)度有著直接的關(guān)系。例如，沿寬度雙邊切試件中，被切割紗線(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)度為42-68mm，它的力學(xué)性能變化不明顯，而沿厚度方向切割的試件中，被切割紗線(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)度僅為11-19mm，它的力學(xué)性能有了明顯的下降。造成被切割紗線(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)度不同的原因是試件的寬度和厚度不同。這表明當(dāng)三維編織復(fù)合材料制件的寬度或厚度達(dá)到一定的值時(shí)