[发明专利]一种2.5维变截面编织复合材料

说明书

本发明公开了一种2.5维变截面编织复合材料，属于复合材料技术领域。所述2.5维变截面编织复合材料由2.5维变截面编织预制体和基体树脂复合固化而成；所述2.5维变截面编织预制体由经纱和纬纱编织而成，在变截面部分包含至少两列纬纱，纬纱的股线数依次减少。本发明所采用的变截面方法为单元尺寸增减法，即改变每个携纱器上所挂纤维束的规格，而携纱器的数量和排列方式保持不变。在编织过程中可以根据预制件的要求改变每个携纱器所放纱线的规格，从而完成变截面预制件的编织。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种2.5维变截面编织复合材料。

背景技术

2.5维复合材料作为复合材料的一个重要分支，近年来在航空航天、医疗器械等领域获得了较为广泛的应用。2.5维复合材料回避了层合复合材料及二维机织层合复合材料层间剪切强度低的缺点，同时相对三维机织复合材料，又具有加工工艺简单和能最大限度满足织物尺寸及形状需要等优点。

航空发动机风扇叶片质量的减少是减少发动机总重量的一个重要方法，并且是未来发动机发展的趋势。发动机叶片的特征是在长度方向和宽度方向的截面厚度都呈现连续变化，当前，变截面三维织物需要克服沿厚度方向均匀、连续、小幅度增加的问题，使得织物最后复合成型的刚性达到要求。

常见的变截面机织复合材料主要有三种方式：单元尺寸增减法、单元数量增减法与异形截面编织。

发明内容

本发明提供了一种2.5维变截面编织复合材料，通过多股纬纱减细，使得特定的纬纱规格变化达到变截面的目的。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种2.5维变截面编织复合材料，由2.5维变截面编织预制体和基体树脂复合固化而成；

所述2.5维变截面编织预制体由经纱和纬纱编织而成，在变截面部分包含至少两列纬纱，纬纱的股线数依次减少。

进一步地，所述经纱和纬纱采用层与层浅交弯联结构编织，经纱和纬纱均为T800-6K纱线。

进一步地，所述复合材料的变截面部分共包含十列纬纱，将其分成十个过渡段，第一段纬纱排列密度为2.1根/cm，纬纱规格采用6股T800-6K纱线和5股T800-6K纱线交替编织；第二段纬纱排列密度为2.1根/cm，纬纱规格采用5股T800-6K纱线编织；第三段纬纱排列密度为2.1根/cm，纬纱规格采用5股T800-6K纱线和4股T800-6K纱线交替编织；第四段纬纱排列密度为2.1根/cm，纬纱规格采用4股T800-6K纱线编织；第五段纬纱排列密度为2.1根/cm，纬纱规格采用4股T800-6K纱线和3股T800-6K纱线交替编织；第六段纬纱排列密度为2.1根/cm，纬纱规格采用3股T800-6K纱线编织；第七段纬纱排列密度为2.2根/cm，纬纱规格采用3股T800-6K纱线和2股T800-6K纱线交替编织；第八段纬纱排列密度为2.2根/cm，纬纱规格采用2股T800-6K纱线编织；第九段纬纱排列密度为2.5根/cm，纬纱规格采用2股T800-6K纱线和1股T800-6K纱线交替编织；第十段纬纱排列密度为2.5根/cm，纬纱规格采用1股T800-6K纱线编织。

进一步地，所述复合材料的交织层数为12层。

进一步地，所述复合材料的变截面部分中，第一段的纤维体积含量为46.9%；第二段的纤维体积含量为46.9%；第三段的纤维体积含量为46.6%；第四段的纤维体积含量为46.6%；第五段的纤维体积含量为46.1%；第六段的纤维体积含量为46.1%；第七段的纤维体积含量为46.3%；第八段的纤维体积含量为46.3%；第九段的纤维体积含量为46.86%；第十段的纤维体积含量为46.86%。

本发明的变截面编织复合材料，在变厚度织物的织造中，一直都设定经纱密度恒定，织物成型后从较薄端到较厚端，由稀松逐渐变得紧密，表层纬纱采用所选线密度最大的纬纱，纬纱规格将从中间层纬纱开始逐步向上下表面层过渡，