專利名稱：一種正交非織造三維矩形織物滲透率的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種正交非織造三維矩形織物滲透率的確定方法。
背景技術(shù)：
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(duì)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(píng)估方法，只能采用單向流動(dòng)法、徑向流動(dòng)法等繁瑣的實(shí)驗(yàn)才能獲取，但是由于材料本身的非均質(zhì)性及流動(dòng)速率的差異，相同實(shí)驗(yàn)條件下的結(jié)果往往因人而異，需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)以表征待選增強(qiáng)材料的范圍，不僅耗費(fèi)大量的人力和物力，而且周期較長(zhǎng)。例如，在發(fā)明專利“一種纖維織物面外滲透率的測(cè)試方法中”(申請(qǐng)?zhí)?00510016231.2)中，將織物放在專門的模具當(dāng)中，通過(guò)注射液體，采集流動(dòng)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(dòng)規(guī)律求取面外滲透率；在發(fā)明專利“纖維鋪層面內(nèi)及厚度方向滲透率測(cè)試裝置與飽和滲透率測(cè)試方法”(申請(qǐng)?zhí)?00710099160.6)中，在氣壓的作用下將低粘度的液體注入到測(cè)試模具中，使其在纖維鋪層中流動(dòng)，同時(shí)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(jì)算得到織物飽和滲透率；在發(fā)明專利“纖維織物面外滲透率的測(cè)試方法及測(cè)試模具中”(申請(qǐng)?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(chǔ)存箱構(gòu)成，模具面板固接在儲(chǔ)存箱的上方形成密閉容腔，儲(chǔ)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(diǎn)在于，都開發(fā)了一套復(fù)雜的注射模具，通過(guò)圖像等其他方法測(cè)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(dòng)觀測(cè)試驗(yàn)受限于人為因素的干擾，難以獲得穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，操作過(guò)程不僅復(fù)雜，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且需要專門制樣。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種正交非織造三維矩形織物滲透率的確定方法，克服現(xiàn)有流動(dòng)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)法測(cè)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(jì)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(shí)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(jì)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(jì)算
權(quán)利要求
1.一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(jì)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(shí)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(jì)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
本發(fā)明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(jì)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(gè)平行主軸方向的子區(qū)域，該子區(qū)域?yàn)榫鶆蚨嗫捉橘|(zhì)；再按照“串聯(lián)”混合定律分別計(jì)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(jì)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(wú)需進(jìn)行流動(dòng)測(cè)試，不需要開發(fā)專門的模具，只需獲得織物簡(jiǎn)單的物性參數(shù)，就可快速求取滲透率?？朔爽F(xiàn)有方法測(cè)試效率低、制樣復(fù)雜等缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N15/08GK102937561SQ20121039613
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者蔣建軍, 方良超, 鄧超, 史景文, 王俊彪 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)