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文檔簡介
1、隨著航空、通訊、海洋開發(fā)、交通運(yùn)輸?shù)犬a(chǎn)業(yè)部門對(duì)新材料高性能繩索需求日益增長,而化纖繩索存在強(qiáng)度低、變形大、易老化等問題,所以對(duì)高性能纖維繩索性能的研究亟待加強(qiáng)。本文主要對(duì)高性能纖維繩索從纖維選擇、編織機(jī)改進(jìn)、繩索工藝設(shè)計(jì)、拉伸破壞機(jī)理和繩索幾何模型分析等方面進(jìn)行了研究。
本文首先對(duì)纖維基礎(chǔ)性能進(jìn)行了選型,主要測(cè)試了Kevlar49、碳纖維和聚酰亞胺纖維的力學(xué)性能、熱膨脹系數(shù)和輻照后的力學(xué)性能。結(jié)果表明,Kevlar49纖維
2、的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率都很好,但是Kevlar49熱膨脹系數(shù)和抗輻照性能較差;碳纖維的斷裂伸長率最低,熱膨脹系數(shù)最??;聚酰亞胺纖維輻照后的性能基本不變。另外,針對(duì)傳統(tǒng)二維編織機(jī)的張力裝置對(duì)紗線磨損嚴(yán)重的問題,本文選用彈簧張力機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)編織紗張力;還設(shè)計(jì)了芯紗喂入裝置,成功的實(shí)現(xiàn)對(duì)編織機(jī)改進(jìn)和調(diào)試。
為了解決繩索延伸率大的問題,本文設(shè)計(jì)了二維編織包芯結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)芯紗纖維軸向與外力方向平行,可以有效的利用纖維的強(qiáng)度,減小繩索結(jié)
3、構(gòu)對(duì)繩索延伸率的增加;編織紗保護(hù)芯紗不受磨損、輻照等影響。對(duì)不同工藝參數(shù)繩索進(jìn)行了拉伸性能測(cè)試,結(jié)果顯示編織角為30°時(shí),試樣結(jié)構(gòu)均勻、不會(huì)出現(xiàn)露芯現(xiàn)象;編織紗和芯紗比例為40/60時(shí),包芯繩索力學(xué)性能最好;編織組織為1/1時(shí),編織結(jié)構(gòu)緊密、包芯繩索的外觀和性能較好。并對(duì)不同纖維編織的包芯繩索進(jìn)行拉伸性能測(cè)試,可知P/K-3(編織紗為聚酰亞胺纖維,芯紗為Kevlar49纖維)試樣斷裂強(qiáng)力較大可達(dá)到1300N,P/C(編織紗為聚酰亞胺纖維
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