论文摘要
纺织复合材料以其力学性能良好、成本低和易于实现各种形状的增强而广泛应用于各个领域。在医疗卫生领域,用纺织复合材料制作医用外固定夹板具有质量轻、使用方便、透X射线等许多显著的优势,可有效替代传统的石膏夹板和木夹板,已引起许多学者和企业的关注。目前,国内未见关于此项技术的系统研究。织物的适形性和成型性对纺织结构复合材料至关重要,此前二者没有严格的区分,将织物在特定形状上的变形行为通称为成型性。实际上,施力条件和大小对织物成型效果影响很大。本课题首次完整地提出了适形性的概念,将织物在自重及小应力作用下对某特定形状物体无褶皱适应的能力定义为适形性。由于施加应力较小,有利于研究织物的结构对其适形行为的影响。为了有效地研究织物适形行为及其影响因素,本课题首次提出了全新的织物适形性测试方法——落球法,该装置能较好地模拟织物在非均衡、随机、小应力作用下,对某特定形状物体的适形能力。通过对多种织物的大量试验,表明该仪器结构合理,具有较好的分辨能力和稳定性,可适用于织物的适形性评价。本课题还以该装置为基础,运用matlab图像处理技术制定了配套的织物适形性评价方法,提出用适形系数表征织物的适形能力,并根据适形系数将织物的适形能力划分为5级,5级最好,1级最差。同时本课题还制定标准样照,用主观目测评定方法对织物适形性进行评级,并对两种方法的评级结果进行比较。结果表明,两种评价方法具有较好的一致性。预测织物的适形性对产品的开有积极的意义。为此,本文运用有限元软件Abaqus探索了织物的适形行为模拟的可行性,通过选择织物的本构模型、单元类型和织物材料属性的设定及网格划分等,初步实现了织物在圆球模型上的适形行为的模拟。从而为预测织物的适形性和有目的地开发适形能力好的复合材料基布奠定了基础。快速制备技术是制约预赋型夹板发展的瓶颈。本课题探索了预赋型复合夹板快速制备方法。研究表明,运用反求工程,通过激光三维扫描-由点云图重建三维模型-模具刀路代码编译-数控机床加工,可快速制备预赋型夹板用模具,为预赋型夹板的开发探索了一条新路。本课题还筛选了紫外光固化树脂,自制了紫外固化箱,探索了固化工艺,试制了部分样品,试验表明制备紫外光固化夹板的方法是可行的。