三維編織物的縫合連接技術(shù)研究

    根據(jù)復(fù)合材料連接接頭的破壞過程分析，復(fù)合材料構(gòu)件上的孔徑小到一定尺寸，孔的應(yīng)力集中影響就不太明顯。實驗數(shù)據(jù)表明^[9]，縫合連接的效率達(dá)到92~98%，并且隨縫線孔徑的減小，不僅靜強度增加，耐久性也有所提高。因此，縫合技術(shù)也可作為一種較先進(jìn)的復(fù)合材料連接方法被應(yīng)用在復(fù)合材料上。
    縫合連接三維編織技術(shù)是在三維整體編織工藝的基礎(chǔ)上將異型形狀部分用縫合線按照一定的縫合工藝參數(shù)連接起來形成所需形狀的預(yù)制件。縫合連接三維編織物的外觀如圖2所示，其中，ED方向為0°方向；和ED垂直的方向為90°方向；AB為搭接長度。

                  
3.1 縫合連接的基本形式
    根據(jù)連接件的結(jié)合形式以及結(jié)構(gòu)件上力傳遞方法的特征，可將縫合連接分為以下四種形式：單搭接縫合連接、雙搭接縫合連接、斜面搭接縫合連接和階梯形搭接縫合連接，如圖3所示。選擇何種形式的連接是縫合連接設(shè)計的關(guān)鍵。

            
    當(dāng)連接件比較薄時，可采用單搭接連接，在圖2所示的搭接端頭DB和CA處，由于沒有纖維通過，只是靠樹脂與整體膠接在一起，所以拉伸時承力很小，主要為BF或AE（即一半厚度的構(gòu)件）承力，端頭處是整個構(gòu)件中最薄弱的部分，強度最低。對于中等厚度板，采用雙搭接縫合連接比較適宜。這樣可以使搭接端頭分布在盡可能多的截面上，從而提高搭接端頭處的強度。對于形狀異常復(fù)雜的制品，可采用增加搭接層數(shù)的辦法，這樣有利于不同結(jié)構(gòu)與形狀的變化，如預(yù)留孔、預(yù)留凹槽等，同時每層厚度也可通過減少紗線等改變編織工藝達(dá)到變化幾何形狀的目的。當(dāng)連接件很厚時，宜選用斜面搭接縫合連接，其搭接角度在6~8°范圍^[10]可獲得很高的連接效率。但是，由于所需角度非常小，工藝上很難實現(xiàn)。因此，對厚的連接件通常采用階梯形搭接縫合連接，這種形式可以通過編織過程中的減紗工藝來得到。階梯形搭接縫合連接具有雙搭接縫合連接和斜面搭接縫合連接兩種連接的特性，通過增加臺階數(shù)，使之接近于斜面搭接連接角(一般6~8°)，同樣可獲得較高的連接效率。
    選用何種搭接方式主要是根據(jù)制件的幾何形狀的變化的復(fù)雜性開設(shè)不同形狀的窗口、預(yù)留不同形狀的凹糟、預(yù)埋各種金屬件等具體情況來決定,并且要使縫合連接工藝盡可能簡單、成本盡可能低、連接強度盡可能大。
3.2 縫合連接基本破壞模式