1 試 驗(yàn)
1.1 試樣準(zhǔn)備
纖維束：1200Tex無捻玻璃纖維（南方玻璃纖維制造公司生產(chǎn)），密度2.54g/cm3。
樹脂：TDE-85環(huán)氧樹脂（天津津東化工廠生產(chǎn)），促進(jìn)劑為苯胺，固化劑為70＃酸酐。三者的用量配比為：100：100：1。固化劑選用70#酸酐，學(xué)名為四氫化鄰苯二甲酸酐（PA），其分子量為146，固化溫度150～180°c，固化時(shí)間約4～24小時(shí)；采用的催化劑為苯胺；本實(shí)驗(yàn)的予型件采用四向1×1四步法三維編織結(jié)構(gòu)，采用RTM（樹脂傳遞模塑）工藝復(fù)合固化成型。ＲＴＭ的固化工藝參數(shù)為：抽真空達(dá)到１bar；樹脂注入模具的壓力為4bar；固化周期：130ºC/2小時(shí)—150ºC/1小時(shí)—160ºC/8小時(shí)—180ºC/3小時(shí)；
模具的預(yù)熱溫度為100ºC。三維編織復(fù)合材料試件的測試數(shù)據(jù)均為三至五片試件的平均值（測試中發(fā)生在非工作區(qū)內(nèi)的破壞數(shù)據(jù)棄用）。
1.2 測試條件
本試驗(yàn)參照《玻璃纖維增強(qiáng)塑料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》，均采用矩形試片，予型件在溫度、相對濕度45%～55%的環(huán)境條件下至少放置24h。測試機(jī)采用日本島津AG-250KNE材料試驗(yàn)機(jī)，它是集拉、壓、彎等力學(xué)性能測試為一體的綜合試驗(yàn)機(jī)。測試在恒溫恒濕條件下進(jìn)行。
2 測試及結(jié)果分析
編織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有纖維體積分?jǐn)?shù)、編織角、編織節(jié)長以及紗線填充系數(shù)等。纖維體積分?jǐn)?shù)可以通過對材料的結(jié)構(gòu)細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析而計(jì)算出，也可以通過試驗(yàn)方法得到；編織角定義為內(nèi)部編織紗與材料縱軸的空間夾角(<90º)，為便于實(shí)際測量，一般以表面紗與材料縱軸的傾角代替；編織節(jié)長受編織角的影響；紗線填充系數(shù)一般取固定值0.785。
圖1和圖2分別表示不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的編織復(fù)合材料的拉伸和典型的壓縮應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系圖。從圖1拉伸應(yīng)力－應(yīng)變曲線中可以看出編織角越小，其應(yīng)力－應(yīng)變曲線越接近于線性；而編織角越大，應(yīng)力－應(yīng)變曲線越表現(xiàn)出非線性。同時(shí)隨著編織角的逐漸增大，編織復(fù)合材料的破壞從脆性破壞轉(zhuǎn)向延性破壞。
圖3顯示彈性模量隨編織角的變化情況。圖4表示拉伸模量隨纖維體積百分含量的變化趨勢。表明拉伸模量隨著纖維體積含量的增加而變大。但是，纖維體積含量會(huì)有個(gè)極點(diǎn)，因此拉伸模量和拉伸強(qiáng)度也有個(gè)上限值。理論分析表明，三維編織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的最大纖維體積含量與編織角以及紗線填充系數(shù)等因素有關(guān)。
