机织面料:基础知识
编者注:此内容最初发布在 NetComposites.com 上。 NetComposites 于 2020 年 2 月被 CompositesWorld 的母公司 Gardner Business Media 收购。
对于需要多个纤维取向的复合材料制造应用,结合 0 度和 90 度纤维取向的织物非常有用。
机织织物是由经向(0 度)纤维和纬向(90 度)纤维以规则图案或编织方式交织而成。织物的完整性由纤维的机械互锁保持。悬垂性(织物贴合复杂表面的能力)、织物的表面光滑度和稳定性主要由编织风格控制。以下是一些较常见的编织样式的说明:
平纹组织
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每根经向纤维交替穿过每根纬向纤维的下方和上方。织物对称,稳定性好,孔隙率合理。然而,它是最难悬垂的编织物,与其他编织方式相比,高水平的纤维卷曲赋予相对较低的机械性能。对于大纤维(高特克斯),这种编织方式会产生过多的卷曲,因此它往往不用于非常厚重的织物。
斜纹编织
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一根或多根经向纤维以规则的重复方式交替地编织在两根或多根纬向纤维的上方和下方。这会在织物上产生笔直或断裂的对角“罗纹”的视觉效果。斜纹组织优于平纹组织,但稳定性略有下降。减少卷曲,织物表面更光滑,机械性能略高。
缎纹编织
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缎纹组织基本上是斜纹组织,经过改良以减少经纬交叉。名称中使用的“线束”编号(通常为 4、5 和 8)是在纤维重复图案之前交叉和穿过的纤维总数。 “crowsfoot”编织是缎纹编织的一种形式,在重复图案中具有不同的交错。缎纹组织非常平整,具有良好的浸湿性和高度的悬垂性。低卷曲提供了良好的机械性能。缎纹组织允许纤维在最接近的位置编织,并可以生产具有紧密“紧密”组织的织物。但是,需要考虑样式的低稳定性和不对称性。不对称性导致织物的一个面的纤维主要沿经向分布,而另一面的纤维主要沿纬向分布。在组装多层这些织物时必须小心,以确保不会通过这种不对称效应在组件中产生应力。
篮式编织
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篮子组织与平纹组织基本相同,只是两个或多个经向纤维与两个或多个纬向纤维交替交织。两根经线与两根纬线交叉的排列称为 2×2 篮,但纤维的排列不必是对称的。因此,可以有 8×2、5×4 等。篮式组织更平坦,卷曲更少,比平纹组织更结实,但稳定性较差。它必须用于由厚(高特)纤维制成的重量级织物,以避免过度卷曲。
纱罗编织
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纱罗组织提高了纤维支数低的“开放”织物的稳定性。一种平纹组织,其中相邻的经线纤维围绕连续的纬线纤维捻合形成螺旋对,有效地将每根纬线“锁定”到位。纱罗组织通常与其他组织形式结合使用,因为如果单独使用,它们的开放性不能产生有效的复合成分。
模拟纱罗编织
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一种平纹组织,其中偶尔的经纱纤维,以规则的间隔,但通常有几根纤维分开,偏离交替的上下交织,而是每隔两根或多根纤维交织一次。这种情况在纬向发生的频率相似,总体效果是织物厚度增加,表面更粗糙,孔隙率增加。
机织玻璃纱织物与机织粗纱
基于纱线的织物通常比粗纱提供更高的单位重量强度,并且通常更细,生产的织物在可用重量范围的较轻端。机织粗纱的生产成本较低,并且可以更有效地浸湿。然而,由于它们仅提供较重的纺织物,因此它们只能生产可用重量范围的中到重度端的织物,因此更适合厚实、较重的层压板。
纤维