本发明专利技术涉及一种正交非织造三维矩形织物渗透率的确定方法，技术特征在于：首先将该种织物进行切片观察，获得单胞及其纱线的结构参数，计算纱线和束间隙的等效渗透率；然后分别按照X、Y、Z主轴方向根据纱线间的公切面将单胞划分为4个平行主轴方向的子区域，该子区域为均匀多孔介质；再按照“串联”混合定律分别计算子区域主轴方向的等效渗透率；最终按照“并联”混合定律分别计算单胞主轴方向的渗透率，即为该种织物的渗透率。该方法无需进行流动测试，不需要开发专门的模具，只需获得织物简单的物性参数，就可快速求取渗透率。克服了现有方法测试效率低、制样复杂等缺点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料领域，具体涉及。
技术介绍
先进复合材料增强体的重要结构形式是三维立体结构，而正交非织造三维织物是其中重要的一种。正交非织造三维织物由于在空间中X，Y, Z三向的纱线垂直排列，且纤维保持平直，不出现“波浪”，因而整体力学性能良好，这种织物在承力构件领域获得了广泛应用。渗透率是反映织物渗透性能的重要指标，是确定后续液态成型工艺参数的关键。目前，研究人员主要集中在对二维织物的渗透率表征，以正交非织造织物为代表的三维结构，由于第三向纤维的引入，增加的组织结构的复杂程度，尚有效的渗透率评估方法，只能采用单向流动法、径向流动法等繁琐的实验才能获取，但是由于材料本身的非均质性及流动速率的差异，相同实验条件下的结果往往因人而异，需要进行大量的实验以表征待选增强材料的范围，不仅耗费大量的人力和物力，而且周期较长。例如，在专利技术专利“一种纤维织物面外渗透率的测试方法中”(申请号200510016231.2)中，将织物放在专门的模具当中，通过注射液体，采集流动前沿的扩展图像，按照达西定律在多孔介质中的流动规律求取面外渗透率；在专利技术专利“纤维铺层面内及厚度方向渗透率测试装置与饱和渗透率测试方法”(申请号200710099160.6)中，在气压的作用下将低粘度的液体注入到测试模具中，使其在纤维铺层中流动，同时使用秒表和量筒记录不同液体进口压力下液体的流速，计算得到织物饱和渗透率；在专利技术专利“纤维织物面外渗透率的测试方法及测试模具中”(申请号201010165251. 7)中开发了专门的注射模具，该模具由模具面板及储存箱构成，模具面板固接在储存箱的上方形成密闭容腔，储存箱设有与外部注射系统相连的管道。以上专利的特点在于，都开发了一套复杂的注射模具，通过图像等其他方法测得液体流经织物的速率，由达西定律获取渗透率。但是流动观测试验受限于人为因素的干扰，难以获得稳定的实验结果，操作过程不仅复杂，而且费时费力，且需要专门制样。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出，克服现有流动观测实验法测试渗透率的不足，可快速、方便、准确的获取该织物的渗透率。技术方案，其特征在于步骤如下步骤I :将织物采用定型剂定型后，沿纱线轴向切断面，采用IPP图像分析软件获得单胞及其纱线的尺寸参数；然后采用Gebart公式计算纤维束的纵向渗透率与横向渗透率:步骤2 :单胞内束间隙按体积均分为两份，并将每一份分别沿着Χ、γ、ζ主轴方向等效为圆柱管道；所述等效圆柱管道时遵循①体积保持不变②沿主轴方向圆柱管道的端面从单胞边界延伸至与纱线相切；然后以公式A q =·计算等效渗透率，其中D为管道直径，两份等效圆柱管道的管道直径采用如下公式计算权利要求1.，其特征在于步骤如下 步骤I:将织物采用定型剂定型后，沿纱线轴向切断面，采用IPP图像分析软件获得单胞及其纱线的尺寸参数；然后采用Gebart公式计算纤维束的纵向渗透率与横向渗透率步骤2 :单胞内束间隙按体积均分为两份，并将每一份分别沿着X、Y、Z主轴方向等效为圆柱管道；所述等效圆柱管道时遵循①体积保持不变②沿主轴方向圆柱管道的端面从单胞边界延伸至与纱线相切； 然后以公式计算等效渗透率，其中D为管道直径，两份等效圆柱管道的管道直全文摘要本专利技术涉及，技术特征在于首先将该种织物进行切片观察，获得单胞及其纱线的结构参数，计算纱线和束间隙的等效渗透率；然后分别按照X、Y、Z主轴方向根据纱线间的公切面将单胞划分为4个平行主轴方向的子区域，该子区域为均匀多孔介质；再按照“串联”混合定律分别计算子区域主轴方向的等效渗透率；最终按照“并联”混合定律分别计算单胞主轴方向的渗透率，即为该种织物的渗透率。该方法无需进行流动测试，不需要开发专门的模具，只需获得织物简单的物性参数，就可快速求取渗透率。克服了现有方法测试效率低、制样复杂等缺点。文档编号G01N15/08GK102937561SQ20121039613公开日2013年2月20日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日专利技术者蒋建军, 方良超, 邓超, 史景文, 王俊彪 申请人:西北工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种正交非织造三维矩形织物渗透率的确定方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将织物采用定型剂定型后，沿纱线轴向切断面，采用IPP图像分析软件获得单胞及其纱线的尺寸参数；然后采用Gebart公式计算纤维束的纵向渗透率与横向渗透率：步骤2：单胞内束间隙按体积均分为两份，并将每一份分别沿着X、Y、Z主轴方向等效为圆柱管道；所述等效圆柱管道时遵循：①体积保持不变②沿主轴方向圆柱管道的端面从单胞边界延伸至与纱线相切；然后以公式计算等效渗透率，其中D为管道直径，两份等效圆柱管道的管道直径采用如下公式计算：步骤3：单胞X向渗透率计算：步骤1a：子区域渗透率计算：分别过X纱与Y纱的切点、X纱与Z纱的切点，作与X纱平行的两个公切面，将单胞划分为四个子区域，各子区域的X向等效渗透率计算公式如下：K等效子区域4x＝Kx纱‖；步骤1b：单胞X向渗透率计算：步骤4单胞Y向渗透率计算：步骤2a：子区域渗透率计算：分别过Y纱与X纱的切点、Y纱与Z纱的切点，作与Y纱平行的两个公切面，将单胞划分为四个长方体子区域，各子区域的Y向等效渗透率计算公式如下：K等效子区域4y＝Ky纱‖；步骤2b：单胞Y向渗透率计算步骤5：单胞Z向渗透率计算步骤3a：子区域渗透率计算：分别过Z纱与X纱的切点、Z纱与Y纱的切点，作与Z纱平行的两个公切面，将单胞划分为四个长方体子区域，各子区域的Z向等效渗透率计算公式如下：K等效子区域4z＝Kz纱‖；步骤3b：Z方向单胞渗透率：以上述的得到的正交非织造三维织物周期性结构的单胞渗透率K单胞XK单胞YK单胞Z表示该种织物三个主轴方向的渗透率；上述公式中，K||为单纤维束横向渗透率；K⊥为单纤维束纵向渗透率；K等效子区域1、K等效子区域2、K等效子区域3、K等效子区域4为子区域的等效渗透率；K单胞为整个单胞的渗透率；Dx为x向的纱线直径；Dy为y向的纱线直径；Dz为z向的纱线直径；V束间隙1、V束间隙2为单胞内束间隙的体积；V子区域1、V子区域2、V子区域3、V子区域4为划分的子区域的体积；V单胞为整个单胞的体积。FDA00002269500600011.jpg,FDA00002269500600012.jpg,FDA00002269500600013.jpg,FDA00002269500600014.jpg,FDA00002269500600015.jpg,FDA00002269500600016.jpg,FDA00002269500600017.jpg,FDA00002269500600018.jpg,FDA00002269500600019.jpg,FDA000022695006000110.jpg,FDA00002269500600021.jpg,FDA00002269500600022.jpg,FDA00002269500600023.jpg,FDA00002269500600024.jpg,FDA00002269500600025.jpg,FDA00002269500600031.jpg,FDA00002269500600032.jpg,FDA00002269500600033.jpg,FDA00002269500600034.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋建军，方良超，邓超，史景文，王俊彪，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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