多层双轴纬编针织物

曲面变形可设计

这种织物通过微观尺度的线圈结构变形与锁定，实现了面内剪切行为可预测、可定制，大幅简化复杂曲面复合材料的结构设计。

吴利伟 · Kanghui, Zhou · Zhao, Feng · Liu, Shengkai · 谢军波 · 刘梁森 · 曹鹏 · Youhong, Tang · 姜茜

Composite Structures 2024

参数信息

最大剪切角（加载区附近）

19.1 °

最小剪切角（固定区附近）

17 °

技术优势

剪切变形机制明确

揭示了线圈在剪切早期的可变形性为轴向纱线重排提供空间，以及在剪切锁定阶段线圈限制与轴向纱线压缩共同阻止纱线沿加载方向运动，从而阐明了织物面内剪切变形的完整机制。

剪切角分布可预测

数值模型能够给出不同剪切区域的剪切角变化规律，例如理论剪切角20°时，加载区附近最大剪切角为19.1°，而固定区附近最小约17°，为织物在曲面成型中的局部变形控制提供定量依据。

应用场景

• 复合材料织物：作为增强体，其剪切行为可由线圈结构预测，从而简化复杂曲面复合材料的铺层与成型。
• 曲面结构制造：利用剪切角梯度分布特性，可控制织物在曲面成型中的局部变形，避免褶皱与缺陷。
• 针织预制体：针对针织预制体，模型揭示了线圈锁定机制，指导预制体结构设计以适应大变形。
• 柔性可变形结构：其柔性变形能力与剪切锁定行为相结合，可用于需要可定制剪切响应的柔性结构。