本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種正交非織造三維矩形織物滲透率的確定方法，技術(shù)特征在于：首先將該種織物進(jìn)行切片觀察，獲得單胞及其紗線的結(jié)構(gòu)參數(shù)，計算紗線和束間隙的等效滲透率；然后分別按照X、Y、Z主軸方向根據(jù)紗線間的公切面將單胞劃分為4個平行主軸方向的子區(qū)域，該子區(qū)域為均勻多孔介質(zhì)；再按照“串聯(lián)”混合定律分別計算子區(qū)域主軸方向的等效滲透率；最終按照“并聯(lián)”混合定律分別計算單胞主軸方向的滲透率，即為該種織物的滲透率。該方法無需進(jìn)行流動測試，不需要開發(fā)專門的模具，只需獲得織物簡單的物性參數(shù)，就可快速求取滲透率。克服了現(xiàn)有方法測試效率低、制樣復(fù)雜等缺點。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及。
技術(shù)介紹
先進(jìn)復(fù)合材料增強(qiáng)體的重要結(jié)構(gòu)形式是三維立體結(jié)構(gòu)，而正交非織造三維織物是其中重要的一種。正交非織造三維織物由于在空間中X，Y, Z三向的紗線垂直排列，且纖維保持平直，不出現(xiàn)“波浪”，因而整體力學(xué)性能良好，這種織物在承力構(gòu)件領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。滲透率是反映織物滲透性能的重要指標(biāo)，是確定后續(xù)液態(tài)成型工藝參數(shù)的關(guān)鍵。目前，研究人員主要集中在對二維織物的滲透率表征，以正交非織造織物為代表的三維結(jié)構(gòu)，由于第三向纖維的引入，增加的組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，尚有效的滲透率評估方法，只能采用單向流動法、徑向流動法等繁瑣的實驗才能獲取，但是由于材料本身的非均質(zhì)性及流動速率的差異，相同實驗條件下的結(jié)果往往因人而異，需要進(jìn)行大量的實驗以表征待選增強(qiáng)材料的范圍，不僅耗費大量的人力和物力，而且周期較長。例如，在專利技術(shù)專利“一種纖維織物面外滲透率的測試方法中”(申請?zhí)?00510016231.2)中，將織物放在專門的模具當(dāng)中，通過注射液體，采集流動前沿的擴(kuò)展圖像，按照達(dá)西定律在多孔介質(zhì)中的流動規(guī)律求取面外滲透率；在專利技術(shù)專利“纖維鋪層面內(nèi)及厚度方向滲透率測試裝置與飽和滲透率測試方法”(申請?zhí)?00710099160.6)中，在氣壓的作用下將低粘度的液體注入到測試模具中，使其在纖維鋪層中流動，同時使用秒表和量筒記錄不同液體進(jìn)口壓力下液體的流速，計算得到織物飽和滲透率；在專利技術(shù)專利“纖維織物面外滲透率的測試方法及測試模具中”(申請?zhí)?01010165251. 7)中開發(fā)了專門的注射模具，該模具由模具面板及儲存箱構(gòu)成，模具面板固接在儲存箱的上方形成密閉容腔，儲存箱設(shè)有與外部注射系統(tǒng)相連的管道。以上專利的特點在于，都開發(fā)了一套復(fù)雜的注射模具，通過圖像等其他方法測得液體流經(jīng)織物的速率，由達(dá)西定律獲取滲透率。但是流動觀測試驗受限于人為因素的干擾，難以獲得穩(wěn)定的實驗結(jié)果，操作過程不僅復(fù)雜，而且費時費力，且需要專門制樣。
技術(shù)實現(xiàn)思路
要解決的技術(shù)問題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本專利技術(shù)提出，克服現(xiàn)有流動觀測實驗法測試滲透率的不足，可快速、方便、準(zhǔn)確的獲取該織物的滲透率。技術(shù)方案，其特征在于步驟如下步驟I :將織物采用定型劑定型后，沿紗線軸向切斷面，采用IPP圖像分析軟件獲得單胞及其紗線的尺寸參數(shù)；然后采用Gebart公式計算纖維束的縱向滲透率與橫向滲透率:步驟2 :單胞內(nèi)束間隙按體積均分為兩份，并將每一份分別沿著Χ、γ、ζ主軸方向等效為圓柱管道；所述等效圓柱管道時遵循①體積保持不變②沿主軸方向圓柱管道的端面從單胞邊界延伸至與紗線相切；然后以公式A q =·計算等效滲透率，其中D為管道直徑，兩份等效圓柱管道的管道直徑采用如下公式計算權(quán)利要求1.，其特征在于步驟如下 步驟I:將織物采用定型劑定型后，沿紗線軸向切斷面，采用IPP圖像分析軟件獲得單胞及其紗線的尺寸參數(shù)；然后采用Gebart公式計算纖維束的縱向滲透率與橫向滲透率步驟2 :單胞內(nèi)束間隙按體積均分為兩份，并將每一份分別沿著X、Y、Z主軸方向等效為圓柱管道；所述等效圓柱管道時遵循①體積保持不變②沿主軸方向圓柱管道的端面從單胞邊界延伸至與紗線相切； 然后以公式計算等效滲透率，其中D為管道直徑，兩份等效圓柱管道的管道直全文摘要本專利技術(shù)涉及，技術(shù)特征在于首先將該種織物進(jìn)行切片觀察，獲得單胞及其紗線的結(jié)構(gòu)參數(shù)，計算紗線和束間隙的等效滲透率；然后分別按照X、Y、Z主軸方向根據(jù)紗線間的公切面將單胞劃分為4個平行主軸方向的子區(qū)域，該子區(qū)域為均勻多孔介質(zhì)；再按照“串聯(lián)”混合定律分別計算子區(qū)域主軸方向的等效滲透率；最終按照“并聯(lián)”混合定律分別計算單胞主軸方向的滲透率，即為該種織物的滲透率。該方法無需進(jìn)行流動測試，不需要開發(fā)專門的模具，只需獲得織物簡單的物性參數(shù)，就可快速求取滲透率。克服了現(xiàn)有方法測試效率低、制樣復(fù)雜等缺點。文檔編號G01N15/08GK102937561SQ20121039613公開日2013年2月20日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日專利技術(shù)者蔣建軍, 方良超, 鄧超, 史景文, 王俊彪 申請人:西北工業(yè)大學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種正交非織造三維矩形織物滲透率的確定方法，其特征在于步驟如下：步驟1：將織物采用定型劑定型后，沿紗線軸向切斷面，采用IPP圖像分析軟件獲得單胞及其紗線的尺寸參數(shù)；然后采用Gebart公式計算纖維束的縱向滲透率與橫向滲透率：步驟2：單胞內(nèi)束間隙按體積均分為兩份，并將每一份分別沿著X、Y、Z主軸方向等效為圓柱管道；所述等效圓柱管道時遵循：①體積保持不變②沿主軸方向圓柱管道的端面從單胞邊界延伸至與紗線相切；然后以公式計算等效滲透率，其中D為管道直徑，兩份等效圓柱管道的管道直徑采用如下公式計算：步驟3：單胞X向滲透率計算：步驟1a：子區(qū)域滲透率計算：分別過X紗與Y紗的切點、X紗與Z紗的切點，作與X紗平行的兩個公切面，將單胞劃分為四個子區(qū)域，各子區(qū)域的X向等效滲透率計算公式如下：K等效子區(qū)域4x＝Kx紗‖；步驟1b：單胞X向滲透率計算：步驟4單胞Y向滲透率計算：步驟2a：子區(qū)域滲透率計算：分別過Y紗與X紗的切點、Y紗與Z紗的切點，作與Y紗平行的兩個公切面，將單胞劃分為四個長方體子區(qū)域，各子區(qū)域的Y向等效滲透率計算公式如下：K等效子區(qū)域4y＝Ky紗‖；步驟2b：單胞Y向滲透率計算步驟5：單胞Z向滲透率計算步驟3a：子區(qū)域滲透率計算：分別過Z紗與X紗的切點、Z紗與Y紗的切點，作與Z紗平行的兩個公切面，將單胞劃分為四個長方體子區(qū)域，各子區(qū)域的Z向等效滲透率計算公式如下：K等效子區(qū)域4z＝Kz紗‖；步驟3b：Z方向單胞滲透率：以上述的得到的正交非織造三維織物周期性結(jié)構(gòu)的單胞滲透率K單胞XK單胞YK單胞Z表示該種織物三個主軸方向的滲透率；上述公式中，K||為單纖維束橫向滲透率；K⊥為單纖維束縱向滲透率；K等效子區(qū)域1、K等效子區(qū)域2、K等效子區(qū)域3、K等效子區(qū)域4為子區(qū)域的等效滲透率；K單胞為整個單胞的滲透率；Dx為x向的紗線直徑；Dy為y向的紗線直徑；Dz為z向的紗線直徑；V束間隙1、V束間隙2為單胞內(nèi)束間隙的體積；V子區(qū)域1、V子區(qū)域2、V子區(qū)域3、V子區(qū)域4為劃分的子區(qū)域的體積；V單胞為整個單胞的體積。FDA00002269500600011.jpg,FDA00002269500600012.jpg,FDA00002269500600013.jpg,FDA00002269500600014.jpg,FDA00002269500600015.jpg,FDA00002269500600016.jpg,FDA00002269500600017.jpg,FDA00002269500600018.jpg,FDA00002269500600019.jpg,FDA000022695006000110.jpg,FDA00002269500600021.jpg,FDA00002269500600022.jpg,FDA00002269500600023.jpg,FDA00002269500600024.jpg,FDA00002269500600025.jpg,FDA00002269500600031.jpg,FDA00002269500600032.jpg,FDA00002269500600033.jpg,FDA00002269500600034.jpg...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔣建軍，方良超，鄧超，史景文，王俊彪，
申請(專利權(quán))人：西北工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。