专利名称：一种正交非织造三维矩形织物渗透率的确定方法
技术领域：
本发明属于复合材料领域，具体涉及一种正交非织造三维矩形织物渗透率的确定方法。
背景技术：
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，在发明专利“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；在发明专利“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；在发明专利“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。

发明内容
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种正交非织造三维矩形织物渗透率的确定方法，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
1.一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
本发明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。
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
发明者蒋建军, 方良超, 邓超, 史景文, 王俊彪 申请人:西北工业大学