El desarrollo y la aplicación de 2.5d materiales compuestos textiles

Estructura textil Materiales compuestos Consulte los materiales compuestos que utilizan métodos de procesamiento textil para transformar fibras (o hilados) unidimensionales en conjuntos de fibra bidimensionales o tridimensionales (comúnmente conocidos como telas en el campo textil) y úselos como reforzados estructura. Clasificado desde una perspectiva de estructura aérea, los materiales compuestos textiles se pueden dividir en dos categorías principales: materiales compuestos textiles bidimensionales y materiales compuestos textiles tridimensionales.

En las primeras etapas del desarrollo de materiales compuestos textiles, la tecnología y el equipo de tejido textil relativamente hacia atrás, combinado con el rendimiento superior en comparación con otros materiales compuestos, condujo a la aplicación generalizada de materiales compuestos textiles bidimensionales en varios campos. Sin embargo, los defectos naturales de los materiales compuestos textiles bidimensionales restringen su aplicación en áreas clave. Las razones principales son dobles:

Las preformas de material compuesto textil bidimensional suelen ser muestras cuadradas, que no se pueden convertir directamente en telas en forma de tubo de acuerdo con los requisitos de uso reales. Por lo tanto, el uso real requiere el corte de material, las capas, etc. Además, la dirección del grosor se realiza principalmente presionando una sola capa de tela de fibra a través del proceso de laminación, la mayoría de las cuales son operaciones manuales. El proceso es complicado, intensivo en mano de obra, tiene malas condiciones de trabajo, altos costos y precios costosos.

Los materiales compuestos textiles bidimensionales típicamente exhiben un bajo rendimiento en la dirección del espesor, como la rigidez, la resistencia y la resistencia a la fatiga, lo que dificulta la resistencia de un mayor estrés cortante. Esto no puede cumplir con los requisitos de rendimiento mecánico de las piezas más gruesas en la dirección del grosor y tiene un bajo rendimiento de impacto.

Estas dos razones principales limitan la aplicación real de materiales compuestos textiles bidimensionales. El defecto principal de la resistencia insuficiente en la dirección del espesor restringe su uso en partes clave y generalmente se usa en partes auxiliares. Para reducir los costos de producción al tiempo que aborda los defectos naturales de los materiales compuestos textiles bidimensionales en términos de resistencia en la dirección del espesor, los materiales compuestos de estructura textil tridimensional comenzaron a ingresar a la vista de las personas desde la década de 1960.

La diferencia más significativa con respecto a los materiales compuestos laminados bidimensionales es que los materiales compuestos textiles tridimensionales se tejen en una sola pieza, y ya no existe el concepto de entreapas. Las fibras de refuerzo son continuas no solo dentro de la capa sino también entre las capas, mejorando significativamente la resistencia y la tolerancia al daño en la dirección del espesor, y proporcionando la posibilidad de formación general de grandes estructuras.

Como un tipo de tela tridimensional, los materiales compuestos reforzados de estructura textil 2.5D tienen alta integridad estructural, alta resistencia, alta rigidez específica, resistencia a la corrosión, resistencia a la fatiga y excelente designabilidad. En comparación con los materiales compuestos textiles tridimensionales convencionales, evita el complejo proceso de formación de materiales compuestos textiles tridimensionales, puede reducir efectivamente los costos de producción y acortar el ciclo de producción, tiene un excelente rendimiento de formación de diseño de tela, es fácil de diseñar y tejer estructural complejo complejo. Piezas, y realiza la industrialización. Puede cumplir mejor con el uso generalizado en los campos aeroespaciales, militares y civiles.