马丕波，等：针织结构复合材料的应用与发展。
中图分类号文献标识码：ａ
针织结构复合材料的应用与发展。
马丕波，朱运甲，高雅，程锡慧，刘赛。
江南大学教育部针织技术工程研究中心，无锡２１４
摘要：介绍了针织结构复合材料应用情况，描述了经编多轴向结构、经编间隔、针织管状与针织异形结构等针织结构复合材。
料的特点与性能，以及针织结构复合材料在航空航天、能源领域、车船制造、建筑工程、柔性复合材料等领域的应用，展望了针织结构复合材料的发展前景。
关键词：针织结构复合材料；应用；发展；性能。
前言。纺织结构复合材料一般是以纺织预成型体作为。
轻、比刚度高、抗疲劳性能好、各向异性以及材料性能可设计的特点。其中三维纺织结构复合材料还具。
有良好的层间剪切强度及抗损伤容限胜能和易于成。
增强体，以树脂作为基体固化形成的一类增强复合。
材料。纺织结构复合材料不但具有比强度大、质量。
型、制造成本低、质量轻的特点。三维纺织结构复合。
材料，由于具有增强结构的整体性和存在贯穿于厚。
项目名称：国家自然科学**项目**高校基本科研业务费专项资金收稿日期。
作者简介：马丕波，男，１９年生，博士，副教授。研究方向：高性能针织产品及其复合材料开发与研究。
度方向的纤维束，具有极高的断裂韧性和抗分层能力。借助三维纺织结构复合材料极为重要的预成型体精确仿形制造特点，可以对特殊部位的异型结构件进行复合材料一次成型制造，避免因材料拼接而。
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塑鳖ｅ糊尺寸稳定和延伸率小等特．陛，特别是双轴向和多轴向。
衬纬经编针织物进一步优化了这种性能，用它制成的。
复合材料比机织结构复合材料具有更高拉伸强度与。
模量，因此对多轴向经编针织物研究较多。
．２ 多轴向经编复合材料应用。
．２．航空航天。
航空航天是最早应用经编复合材料的领域。
０世纪８０年代，美国公司、ｈｅ公司和ｍｉｌ公司开发了该产品在航空航天领域的应用，ｎａ对ｈｅｘ公司和ｍｉｌ公司的。
产品进行了鉴定，证明经编复合材料是适合于航空航天领域使用的高性能、高可靠性材料。应用轻质高强的多轴向经编复合材料能使飞行器的重量降低２０％从而节约燃料，增加有效载荷 。碳纤维复合材料与钢材相比其质量减轻。
５％，而强度却提高４倍。在诸多高性能纤维复合。
材料中，碳纤维复合材料在航空航天领域中用得最。
为成熟。多轴向织物主要是航空器预成型复合材料。
部件、夹芯结构件的增强材料。应用部位有舱门、翼。
梁、减速板、尾翼结构、油箱、副油箱、舱内壁板、地板、***螺旋桨、高压气体容器、天线罩、鼻锥、起。
落架门、整流板、座位、通道板。２．能源领域。
多轴向经编织物在设计上具有极大的灵活性及各向同性的适应性，在纵、斜、横向都能承受极强的。
拉力 。由于自然界中风的大小和方向是极不稳定的，因此将多轴向经编织物应用于风机叶片具有独特的优势，同时，通过此类材料的应用，也使风电技术有大幅提升。采用玻纤或碳纤织造在增强织物使。
得叶片在长度上不断有所突破，有效提高了风机的。
供电能力。近年来，我国大量引进设备生产多轴向经编织物，为风力发电的持续发展奠定了良好基础。我国具备大型风电场建设能力的开发商超过２０家，共已建成风电场７００多个，风电**机容量（除台湾省未统计外）高于４ ４万ｋｗ，已超过美国，居世界。
第一位。其中多轴向经编织物的应用功不可没。
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．２．车船制造。
多轴向经编复合材料可用于制造车辆壳体、发动。
机盖、保险杠等，还可以在高铁无砟轨道上用作充填式垫板，地铁中作为第三轨保护罩、电缆支架、逃生平台等。
多轴向经编复合材料稳固性好，轻质高强，可用。
来制造船艇的船身、舱壁、甲板、上部结构、桅杆、船帆等，造船业是目前经编复合材料应用很大的市场。
．２．建筑工程。
多轴向经编复合材料越来越多地用在增强混凝土上，用于重建和修复建筑物。德国德累斯顿工业。
大学提出了一个新的观念，旨在使混凝土立柱在修。
复后承载能力能够得到提高 。其方法是在混凝土。
立柱的整个长度方向上包覆一层多轴向经编增强结构来增固混凝土（图４），这样可以恢复其稳定性，还能够抗扭转应力和弯曲应力。
图４经编轴向织物在建筑工程领域的应用。
．２．经编柔性复合材料。
经编柔性复合材料有高强度与高韧性的特点，因此经编柔性复合材料广泛应用于轻便的房屋结。
构、皮划艇、降落伞、热气球等方面。
．３ 经编间隔结构复合材料特点。
经编间隔织物是由双针床拉舍尔经编机生产的一。
种三维立体织物，由３个系统的纱线或单丝编织而成，即两个系统的表层纱线或单丝和一个系统的间隔纱线或单丝。间隔系统通常使用合成纤维单丝（单孑ｌ长丝或综丝），也可使用纱线（长丝纱或短纤纱），称为间隔。
丝（纱）。间隔丝（纱）贯穿于两个表层之间，在其间形成一个间隔层。因此该织物具有两种不同的结构，即表。
麴鹫ｅ，ｇ譬。
图７管状复合材料在汽车部件上的应用。
别是纬编编织技术非常适合圆筒形结构以及其他各种形状复杂的整体成形纺织增强结构制造。针织物的线圈结构使复合材料面内刚度和强度较低，限制其工程应用。预定向纱线衬入技术是除了成形编织。
技术外的另一种具有特色的针织制造技术，它通过在针织线圈结构中衬入不成圈的增强纱线来提高针织结构的力学性能。在这种结构中由于衬人的纱线不存在弯曲的现象，因此纱线的力学性能得到充分的应用，使得这种结构的平面力学大大超过相同结构参数的编织结构和机织结构。目前预定向纱线衬入技术制造的产品主要是双轴向和多轴向的平面织物。
如果把预定向纱线衬人技术和针织成形编织技。
术结合起来，就可以制造力学性能优异的成形增强。
结构，并进一步用于复杂外形多通管等异形结构复。
合材料的一体化制造。
异形针织结构因为整体形好，力学性能优良，这些复合材料在飞机发动机部件、管状接头、飞机座椅扶手、假肢、***组成部件，ｔ型接头等领域具有。
很大应用范围。
针织结构复合材料的发展趋势３．１针织结构复合制科应用范围将不断扩大。
随着针织技术的发展，针织工艺与设备的改进提高，针织物具有良好的可设计性与优异的结构力学性能，以针织物作为增强材料将会继续得到快速增长。针织结构复合材料凭其高效快速的生产能。
力、复杂可变的结构设计与优异的力学性能将会在复合材料领域得到进一步发展。
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．２针织结构复合材料批量化／自动化生。
产将继续提高。
随着针织技术复合材料生产工艺的发展，针织。
设备与复合材料生产工艺的改进提高，针织结构复合材料的批量化与自动化生产水平将继续提高，尤其在特殊形状部件复合材料的织物织造一复合工艺。
完整生产流水线上获得应用。
．３高性能纤维在针织结构上的应用范。
围不断扩大。
通过加工工艺和加工设备的改进，芳纶、高模量超分子聚乙烯纤维等高性能纤维大规模地应用在针织结构上来生产形状复杂的针织结构。随着成圈工艺的发展，玻璃纤维、玄武岩纤维与碳纤维等高性能。
纤维已经成功地应用在针织结构上来生产形状复杂的针织结构。碳纤维针织物用于增强复合材料将是下一个研究热点。
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