高模量纤维纱线针织可编织性能的研究

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复合材料的刚度和强力在很大程度上是由增强纤维的性质决定的,通常采用高模量纤维作为增强结构。针织物由于结构设计灵活,抗冲击,易于成型受到人们越来越多的关注。要使针织结构在复合材料领域中得到进一步的广泛应用,必须解决高模量纤维纱线的针织可编织性问题。国内外已有一些学者对高性能纤维的可编织性开展了一些研究,但系统地对高模量纤维可编织性能进行研究的文献资料仍然很少,深度也不够。本课题的研究,目的在于进一步加深对高模量纤维尤其是玻璃纤维编织性能的了解,在纬编工艺方面做出新的尝试。 本课题对玻璃纤维及纱线的各项性能指标进行了测试与分析,包括拉伸强度、摩擦系数等,以掌握玻璃纤维纱线的特殊性质。通过纱线的拉伸断裂强度和在织针上的圈状拉伸强度,选择适于编织的手摇横机的机号,并采用不同规格的玻璃纤维纱线试织了几种具有代表性的单面和双面组织结构,考察不同的工艺参数对编织过程和织物外观与质量的影响。 通过对已经编织好的玻璃纤维针织物进行各项尺寸参数的测试,分析各种组织结构的玻璃纤维针织物的尺寸性能,包括织物密度参数与线圈长度的关系,织物的尺寸稳定性等,力图实现织前对织物尺寸的预测。同时仔细观察了织物中线圈的独特形态,并讨论了玻璃纤维纱线的性质对线圈几何结构的影响。 提出了玻璃纤维损伤程度的定量评价方法,分析讨论了在不同规格的玻璃纤维纱线和不同组织结构的情况下,纤维损伤率(或纱线损伤率)随线圈长度的变化趋势。通过研究发现,不管纱线和组织结构如何,编织玻璃纤维纱线时都有一个最佳工艺点,在该点纤维的损伤最小,这为选择合理的玻璃纤维纱线编织工艺提供了依据,具有很大的实用价值。在对编织时线圈成形过程分析的基础上,理论估算出玻璃纤维纱线可编织的最小线圈长度和最大线圈长度范围,以便在上机编织之前对线圈长度的编织范围进行预测分析。另外,对成圈机件,摘要主要是织针和成圈三角的磨损进行了观察,以此来帮助评价玻璃纤维纱线可编织性。结果发现编织玻璃纤维纱线更易造成编织机件如织针和成圈三角的磨损,从而说明编织玻璃纤维纱线比较困难。 使用电脑横机试织了单面纬平针组织,利用在手摇横机上已得到的编织经验,对电脑横机的各项具体编织工艺参数进行更为精确的设置,从而制定出合理的编织方法和工艺。
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