Le développement et l'application de matériaux composites textiles 2.5D

Structure textile Les matériaux composites se réfèrent aux matériaux composites qui utilisent des méthodes de traitement textile pour transformer les fibres (ou fils) unidimensionnelles en assemblages de fibres bidimensionnels ou tridimensionnels (communément appelés tissus dans le champ textile) et utilisent comme renforcement structure. Classées dans une perspective de structure aérienne, les matériaux composites textiles peuvent être divisés en deux principales catégories: les matériaux composites textiles bidimensionnels et les matériaux composites textiles tridimensionnels.

Dans les premiers stades du développement de matériaux composites textiles, la technologie et l'équipement de tissage textile relativement arrière, combinés avec les performances supérieures par rapport à d'autres matériaux composites, ont conduit à l'application répandue de matériaux composites textiles bidimensionnels dans divers domaines. Cependant, les défauts naturels des matériaux composites textiles bidimensionnels restreignent leur application dans des zones clés. Les principales raisons sont doubles:

Les préformes du matériau composite textile bidimensionnel sont généralement des échantillons carrés, qui ne peuvent pas être directement transformés en tissus en forme de tube en fonction des exigences réelles d'utilisation. Ainsi, l'utilisation réelle nécessite la coupe, la superposition de matériaux, etc. Le processus est compliqué, à forte intensité de main-d'œuvre, a de mauvaises conditions de travail, des coûts élevés et des prix coûteux.

Les matériaux composites textiles bidimensionnels présentent généralement de faibles performances dans la direction de l'épaisseur, tels que la rigidité, la résistance et la résistance à la fatigue, ce qui rend difficile la résolution de la contrainte de cisaillement plus élevée. Cela ne peut pas répondre aux exigences de performance mécanique des pièces plus épaisses dans la direction de l'épaisseur et a une mauvaise performance d'impact.

Ces deux raisons principales limitent l'application réelle de matériaux composites textiles bidimensionnels. Le défaut majeur d'une résistance insuffisante dans la direction d'épaisseur restreint son utilisation en parties clés et est généralement utilisée en parties auxiliaires. Pour réduire les coûts de production tout en abordant les défauts naturels des matériaux composites textiles bidimensionnels en termes de résistance dans la direction de l'épaisseur, les matériaux composites en trois dimensions renforcés ont commencé à entrer dans la vision des gens depuis les années 1960.

La différence la plus significative par rapport aux matériaux composites laminés bidimensionnels est que les matériaux composites textiles tridimensionnels sont tissés en une seule pièce, et il n'y a plus le concept des intercouches. Les fibres de renforcement sont continues non seulement dans la couche mais aussi entre les couches, améliorant considérablement la résistance et la tolérance aux dommages dans la direction de l'épaisseur et offrant la possibilité de la formation globale de grandes structures.

En tant que type de tissu tridimensionnel, les matériaux composites renforcés de structure textile 2.5D ont une intégrité structurelle élevée, une forte résistance, une rigidité spécifique élevée, une résistance à la corrosion, une résistance à la fatigue et une excellente conception. Par rapport aux matériaux composites textiles tridimensionnels conventionnels, il évite le processus de formation complexe des matériaux composites textiles tridimensionnels, peut réduire efficacement les coûts de production et raccourcir le cycle de production, a d'excellentes performances de formation de conception de tissus, est facile à concevoir et à tisser le complexe structurel complexe parties et réalise l'industrialisation. Il peut mieux répondre à l'utilisation généralisée dans les domaines aérospatiaux, militaires et civils.