針刺參數對玄武巖纖維預制體力學和熱導率影響的有限元分析

鄭 云，喬志煒，劉延友，牛 波，段文九，周國相，楊治華

(1.南京玻璃纖維研究設計院有限公司先進材料公司，南京 211112；2.哈爾濱工業大學特種陶瓷研究所，哈爾濱 150001)

0 引 言

纖維針刺工藝是以纖維布或纖維網胎為原始材料，利用帶刺刺針的高頻運動，使纖維網胎中的纖維被刺針的鉤齒帶入z方向從而制備織物的方法[1-2]。纖維針刺工藝可以解決鋪層纖維網胎層間強度弱的難題，同時具有工藝簡單、周期短和成本低的優點，被廣泛應用在復合材料預制體制備領域[3-4]。

針刺密度、針刺深度、刺針結構等針刺工藝會對纖維針刺預制體性能產生顯著的影響。程海霞等[5]以碳纖維單向布/網胎針刺織物為增強體，以樹脂為基體，制備了復合材料，研究了針刺密度和針刺深度對其力學性能的影響。結果表明,復合材料的拉伸性能隨著針刺密度、針刺深度的增加呈下降趨勢，而層間剪切性能呈先增后減的趨勢。同時，纖維的針刺工藝會對基體造成一定的損傷，進而影響預制體的力學性能。杜培健等[6]以針刺密度為研究因素，系統研究了其對3D針刺石英復合材料預制體中的機織石英布損傷程度和力學性能的影響。結果表明，隨著針刺密度的增加，石英布損傷程度逐漸增加，預制體的力學性能逐漸下降。此外，針刺參數會對纖維預制體的整體尺寸造成一定的影響。Roy等[7]采用不同針刺密度、針刺深度以及針刺頻率對纖維網胎進行針刺，結果表明針刺參數會通過影響針刺纖維網胎面積及厚度進而影響其力學性能。……