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关键词： 聚芳酯纤维   编织   绳索   拉伸性能   松弛   数值模拟  

摘要： 高性能纤维编织绳索具有可设计性强、易收展和力学性能优异等特点,已成为热刀压紧释放装置、网状天线、空间系绳和充气式太空舱等航天器可展开结构的关键材料之一。在长时间地面储存和空间服役过程中,编织绳索不可避免地会产生应力松弛现象,这对热刀压紧装置预紧力的设定、网状天线的结构精度、系绳的轨道控制和充气式太空舱的稳定性有着重要的影响。本课题以聚芳酯纤维编织绳索为研究对象,从构建纤维尺度几何模型出发,采用实验研究与数值模拟相结合的方法,研究编织绳索承载变形机理、拉伸失效机制、应力松弛机理,为航天器用高性能纤维编织绳索的设计开发提供理论依据。课题主要研究内容如下: (1)编织绳索多层次纤维结构几何模型构建与验证。采用Micro-CT技术获取编织纱横截面几何参数和纤维填充系数,利用Python建立横截面(内)具有纤维随机分布特征的编织纱模型,进而,分别基于编织纱路径方程和编织过程建立编织绳索几何模型,用于预报绳索外径、内径、横截面积和节距长度等,其中,提出了罚刚度的优化算法解决了纤维单元穿透问题。与4种节距长度绳索Micro-CT图像获取的几何参数对比,发现,相比于基于编织纱路径方程的几何模型,基于编织过程的几何模型考虑了纱线张力和编织纱运动,具有更高的预测精度,预测误差在12.3%以内。 (2)聚芳酯纤维编织绳索拉伸性能预测模型构建与验证。基于编织过程的绳索几何模型,编写VUMAT子程序,建立有限元模型预测编织绳索拉伸性能。为了准确测定编织绳索的拉伸性能,研究了预加载水平和循环次数对4种节距长度绳索拉伸性能的影响。发现,与未预加载的拉伸测试结果相比,50%断裂强力下、循环10次,编织绳索应力-应变关系呈现出趋于近似线性,编织绳索拉伸模量和拉伸强度最高分别可以提高8.81倍和15%。与实验结果对比,拉伸模量、拉伸强度预测误差分别在7.3%和9.3%以内,模型有效预报了编织绳索在拉伸载荷下的应力-应变曲线、横截面变形、应变分布和失效模式。 (3)聚芳酯纤维松弛温度与松弛行为研究。分别利用差示扫描量热法、动态热机械分析和原位红外光谱技术研究了聚芳酯纤维的松弛温度,研究发现,聚芳酯纤维在90℃发生β松弛。通过自行设计和搭建了应力松弛测试系统,研究室温下聚芳酯纤维在3种载荷水平下的松弛行为。结果表明,应力首先发生了快速衰减,然后进入稳定的松弛阶段,应力的衰减近似线性。25天,聚芳酯纤维在25%、50%和75%断裂强力下松弛率分别为4.94%、7.33%和22.05%。聚芳酯纤维的松弛过程由两种松弛模式组成,且载荷水平对聚芳酯纤维的应力松弛行为具有重要影响,在25%和50%断裂强力下,第1种松弛模式时间短、松弛率高,快速松弛阶段主要受第1种松弛模式的影响,第2种松弛模式的松弛速率比较接近,说明稳定松弛阶段聚芳酯纤维内部发生的分子运动过程可能是相似的。当载荷增加至断裂强力的75%,第1种松弛模式时间变长,第2种松弛模式的松弛速率加快,表明负载的增加激活了更多不同尺寸分子链段的协同运动以适应更高负载,从而增加了纤维的松弛。因此在长时间受力的工况中使用聚芳酯纤维时,建议将载荷水平控制在断裂强力的50%以下。聚芳酯纤维不同温度下的应力松弛测试结果表明,在温度升高的情况下,Vectran纤维的松弛率呈上升趋势。特别是在90℃时,松弛速度达到峰值,进一步证实90℃是发生β松弛的温度。 (4)聚芳酯纤维编织绳索应力松弛行为的数值模拟与实验验证。基于编织过程的绳索几何模型和聚芳酯纤维应力松弛测试结果,建立有限元模型预测室温下编织绳索的松弛行为。搭建编织绳索应力松弛测试连接工装及测试工装,研究室温下编织绳索在两种不同载荷水平下的松弛行为。结果表明,在50%断裂强力下,4种节距长度的编织绳索表现出相似的应力衰减规律和松弛率,表明4种编织绳索中的纤维处于相似的应力水平。在相同载荷下(3537 N),节距长度较短绳索表现出较高的松弛率。绳索松弛过程中损伤模式主要表现为原纤断裂和微裂纹。由于承受更高水平的载荷和更紧密的编织结构,节距长度较短绳索的原纤断裂和纤维挤压变形表现得更为明显。包含3项麦克斯韦模型的广义麦克斯韦模型可以较好地描编织绳索的应力松弛行为,同时揭示了编织绳索的松弛过程存在的3种松弛模式。第1种松弛模式和第2种松弛模式与松弛初始阶段纤维材料的应力快速衰减相关。而第3种松弛模式与绳索中的纤维和纱线重新排列有关,影响绳索在稳定松弛阶段的松弛行为。与实验结果对比发现,有限元模型预测的应力-时间曲线与实验结果具有较好一致性,松弛率的预测误差在8.72%以内,说明该模型可以有效地预测编织绳索的应力松弛行为。

摘要： 近几年来，我国教育部门高度重视传统文化的传承与发展，并要求在教育领域渗透文化传承内容。本文以福建某幼儿园开设特色课程为例，展开相关论述。该幼儿园选择创意编织作为园特色课程开展实践研究，一是从幼儿阶段就进行优秀传统文化渗透，有利于帮助幼儿了解、积淀历史文化，从而增强幼儿的归属感；二是编织为中国民间传统手工艺，具有独特的、丰富的艺术内涵，是宝贵的教育资源；三是福建有编织地域优势，为开展编织艺术欣赏、编织资源的引入提供了充分的保障。一、

关键词： 三维编织复合材料   热氧老化   准静态压缩   冲击压缩   细观有限元模型   损伤演化机理  

摘要： 三维编织结构复合材料因轻质高强、具有结构整体性和可设计性强等优势,成为航空航天等领域理想的可选材料。飞行器在服役过程中的大气环境老化和各类冲击压缩载荷是编织复合材料设计的关键。本文旨在研究三维编织复合材料的热氧老化效应、准静态压缩各向异性效应、动态冲击编织结构效应和应变率效应,提出三维编织复合材料热氧环境中服役的耐久性设计和结构优化依据。 主要研究工作为: (1)采用人工加速老化试验方法,以环氧树脂、三维四向(3D4d)和三维五向(3D5d)编织复合材料在真空热环境下的老化行为作为对照,用恒温老化箱测试试样在温度为180℃,时间为0天、4天、8天、16天和32天的热氧老化性质。利用光学显微镜、动态热机械分析仪和红外光谱测试仪表征不同老化条件下环氧树脂表面和内部的颜色差异、热机械性能及化学结构,采用X射线计算机显微断层扫描(micro-CT)系统定性和定量研究复合材料在热老化和热氧老化过程中的空间裂纹扩展,进一步揭示热氧老化降解规律及机理。 (2)采用分离式霍普金森杆(SHPB)装置和MTS 810.23材料试验机研究热氧老化前后环氧树脂基体及编织复合材料的动态冲击和准静态压缩行为,通过高速摄像和数字图像相关(DIC)技术记录编织复合材料的渐进失效过程和原位应变分布,利用micro-CT技术表征热氧老化前后复合材料准静态和动态力学加载后的空间损伤分布和内部失效形态,分析损伤特征与加载方向、编织结构、不同应变率加载之间的关系,揭示热氧老化前后复合材料的破坏机制。 (3)采用编织复合材料的真实结构,构建考虑热氧老化的3D4d和3D5d复合材料细观结构有限元模型,计算复合材料冲击压缩加载的编织结构效应和不同应变率效应,研究冲击压缩渐进破坏过程、界面损伤和空间应力分布,进一步阐明热氧老化与编织结构和不同应变率耦合对复合材料冲击压缩损伤的影响规律。 研究发现: (1)环氧树脂及3D5d编织复合材料的降解行为和裂纹演化受老化环境影响显著。热老化前后环氧树脂的动态热机械行为相似,热氧老化后树脂在高弹态下储能模量(E′)值增加,且出现新的损耗因子(tanδ)峰,但这些现象在连续去除氧化层后消失。热氧老化树脂近表面发生分子链断裂和再交联反应,但内部未受到氧气侵蚀。老化裂纹分布在3D5d编织复合材料的纤维轴向两端,且热氧老化3D5d编织复合材料的裂纹萌生与扩展远快于热老化复合材料。在热环境下,老化裂纹对复合材料的力学降解行为贡献较小,而在热氧环境下,氧气与裂纹的协同作用导致3D5d编织复合材料力学性能持续降低。 (2)比较不同方向加载热氧老化3D5d编织复合材料的准静态压缩行为,发现其压缩模量、强度和保留率表现出老化弱化和各向异性效应。复合材料应变分布呈现编织结构相关性。在面外加载过程中,老化裂纹会影响复合材料表面的应变分布。在面内加载过程中,老化裂纹会影响应变分布路径。此外,老化裂纹影响沿复合材料纤维轴向两端的损伤分布,但不改变内部损伤模式。纱线排列方式对复合材料的损伤演化和积累有显著影响。老化裂纹在面外和面内加载方向上均改变损伤演化路径,但面内加载和老化裂纹的协同效应大于面外加载和老化裂纹的协同效应。 (3)三维编织复合材料的冲击压缩行为受热氧老化和编织结构的影响。随着老化天数增加,环氧树脂的冲击压缩强度呈先迅速降低再逐渐降低的趋势,而复合材料的压缩强度持续下降。树脂降解和老化裂纹是影响老化复合材料冲击压缩性能的关键因素,但由热氧老化引起的损伤裂纹是影响老化后期复合材料冲击压缩性能的主要因素。此外,树脂降解和界面弱化导致老化3D4d及3D5d编织复合材料在冲击过程中载荷不能较好地从树脂向纱线传递,从而使纱线的应力水平降低,最终导致老化复合材料的整体性能比未老化复合材料下降较快。与3D4d编织复合材料相比,3D5d编织复合材料老化后的强度保留率更高,且插入轴纱使3D5d编织复合材料具有更低的裂纹扩展能力和更高的抗冲击变形能力。 (4)根据热氧老化前后三维编织复合材料不同应变率加载下的冲击压缩行为,发现环氧树脂和3D5d编织复合材料的力学响应呈现应变率强化效应和老化弱化行为。对于较低应变率加载下的未老化和老化编织试样,二者的应变分布均出现在X形剪切带位置,但老化试样的变形更为严重。对于不同应变率加载下的老化编织试样,随着应变率的增大,复合材料的应变集中区由X形转变为横向V形。此外,热氧老化与高应变率加载的协同效应大于与低应变率加载的协同效应。在较低应变速率下,老化复合材料基体应力分布在沿轴向的X形区域且最终发生剪切破坏,轴纱与编织纱交织处出现轻微变形。其损伤模式主要为界面开裂、基体开裂和纤维束变形。随着应变率的增加,应力波在纱线和树脂基体中的传递速度加快,试样快速在承载最大应力处破坏。其损伤模式除了界面开裂、基体开裂和纤维束变形外

关键词： 纺织复合材料   三维编织   蜂窝状结构   面内压缩性能   弯曲性能  

摘要： 随着航空航天、国防科技、轨道交通等领域对轻质高强先进复合材料的需求不断提高,蜂窝结构作为一类典型多孔结构,因其优异的结构效率和良好的可设计性显示出巨大的发展潜力。尤其是纤维增强复合材料蜂窝结构,具有高比强度、比刚度,在耐腐蚀性和耐久性方面优于铝蜂窝、纸蜂窝,为轻质高强先进复合材料的设计和开发提供了更大的灵活性。目前纤维增强复合材料蜂窝结构大多通过粘合或互锁工艺制备而成,通过纺织技术开发具有结构整体性和纤维连续性的蜂窝结构对于新型蜂窝结构的发展具有重要推动作用。特别是三维纺织预成型技术,利用三维异型结构件细观结构灵活多变、设计性强、近净成形等特点,可有效减少零件数量,解决因材料拼接导致的结构缺陷问题。本文基于三维编织工艺开发、制备了三维编织蜂窝状结构,对三维编织蜂窝状织物的编织过程、纱线轨迹、内部结构以及三维编织蜂窝状复合材料的力学性能、失效过程、损伤机理展开了深入研究。 （1）基于三维编织四步法纱线运动到边纱位置会“返回”的特点,通过改变纱线交织状态控制编织体的“分开”与“合并”,从而得到了蜂窝状织物。通过纱线轨迹坐标化获得了纱线运动规律并基于此建立了织物仿真模型。只要给定编织蜂窝状织物的纱线行数n、纱线列数m、自由壁纱线列数m1、自由壁和连接壁的编织循环数f1和f2,即可确定编织纱线的运动轨迹。基于“三单胞”模型分析了蜂窝状织物的内部结构,明确了内单胞、面单胞、角单胞在三维编织蜂窝状织物中的比例。定义并引入“填模因子”建立了编织参数与蜂窝状织物几何参数间的理论关系,通过纱线填充系数可将纱线参数转化为编织参数。只要确定了编织参数即可实现三维编织蜂窝状织物的制备并估算其几何参数,这有助于三维编织蜂窝状织物的设计和优化。 （2）利用真空辅助树脂传递模塑（Vacuum Assisted Resin Transfer Molding,VARTM）成型工艺制备了三维编织蜂窝状复合材料。对其编织参数、几何参数进行了测量,并与理论值作比较,证明了理论公式对于预测试样几何参数有较好准确性。基于“三单胞”模型推导了三维编织蜂窝状复合材料纤维体积分数理论公式,试样纤维体积分数的实验值和理论值分别为29.51%和26.95%。重点分析和研究了三维编织蜂窝状复合材料的相对密度,建立了编织参数、开口角、“填模因子”与相对密度之间的理论关系。 （3）以连接壁长度为变量,探究了X方向面内压缩下三维编织蜂窝状复合材料和三维编织蜂窝-泡沫夹层结构复合材料间的关系。首先研究了不同连接壁长度分别对三维编织蜂窝状复合材料和三维编织蜂窝-泡沫夹层结构复合材料X方向面内压缩性能的影响。然后以三维编织蜂窝-泡沫复合材料作为参照,从压缩曲线、力学性能、能量吸收性能这几个角度对三维编织蜂窝状复合材料和三维编织蜂窝-泡沫夹层结构复合材料进行对比分析。结合三维数字图像相关（3D Digital Image Correlation,3D-DIC）详细讨论了应变变化与损伤过程、失效模式间的关系。研究表明,三维编织蜂窝-泡沫夹层结构复合材料最大载荷与单胞列数呈现正相关、失效位移与单胞行数呈现正相关,总能量吸收与单胞数呈现正相关。三维编织蜂窝-泡沫复合材料较三维编织蜂窝状复合材料最大载荷大约提升了4 k N～5 k N,总能量吸收大约提升了15 J～17 J。三维编织蜂窝-泡沫夹层结构复合材料的最大载荷是三维编织蜂窝-泡沫复合材料的2倍左右,总能量吸收是三维编织蜂窝-泡沫复合材料的1.7倍到1.8倍。三维编织蜂窝-泡沫夹层结构复合材料的面内压缩模量比三维编织蜂窝状复合材料大约提升了500 MPa。三维编织蜂窝状复合材料和三维编织蜂窝-泡沫夹层结构复合材料均呈现“剪切型”失效。 （4）从加载方向、树脂基体、开口角（90°和120°）等方面对三维编织蜂窝状复合材料面内压缩性能开展了进一步研究。建立了材料杨氏模量、编织参数、开口角、“填模因子”与面内压缩模量之间的理论公式,揭示了三维编织蜂窝状复合材料面内压缩模量的影响因素。提出“变形角”的概念,定量地分析了三维编织蜂窝状复合材料产生裂纹前的最大变形,揭示了变形特点和失效机理。研究表明,在面内压缩载荷作用下,虽然加载方向、树脂基体、开口角、连接壁长度改变,但均满足最大载荷与自由壁列数呈现正相关,失效位移与自由壁行数呈现正相关,总能量吸收性能与单胞数呈现正相关。加载方向、开口角的影响可归结于自由壁与加载方向之间夹角的影响,夹角越小承载能力越好。沿编织方向承载能力大于垂直于编织方向承载能力。树脂基体改变对X方向面内压缩性能影响较大。三维编织蜂窝状复合材料破坏位置均在自由壁与连接壁相交形成的“Y形”连接处。 （5）探究了连接壁编织循环数分别为2、4、10（开口角为90°）以及开口角分别为60°、90°、120°（连接壁编织循环数为4）的三维

摘要： 在新时代背景下，政府会计制度作为国家治理体系的重要组成部分，正逐步成为推动公共资源配置优化、提升财政透明度和增强政府公信力的关键工具。随着高校与政府在社区服务领域的深度合作，预算绩效管理与内部控制机制的构建不仅为资源分配提供了科学依据，更在文化传承、社会认同和社区治理中展现出独特的价值。高校作为知识传播与社会服务的重要力量，其参与的社区教育、基础设施建设等项目，往往涉及大量财政资金的投入与使用。

ISBN: (纸本)9787572515217

摘要： ~~

摘要： 《幼儿园教育指导纲要》（下文简称《纲要》）指出：“指导幼儿利用身边的物品或废旧材料制作玩具、手工艺品等来美化自己的生活或开展其他活动。”生活中有很多废旧材料，多为低结构材料，可想象空间大，具有二次利用的可能性。本文聚焦如何将废旧材料与我国传统手工艺编织活动相结合，基于儿童视角开展创意活动，结合实践经验探讨合理投放和使用废旧材料对幼儿环保意识、动手能力、想象力、创造力、社会交往能力、解决问题能力及审美素养等方面发展的提升作用，并提出有效的投放策略。

摘要： 在悠远的时光长河中,编织作为中国传承最为悠久的工艺之一,宛如一根“线”,将传统与现代,传承与创新都紧密交织。每一根竹条的打磨,每一根草茎的飘荡,每一根麻绳的拧结,每一根棕条的缠绕,每一丝金银棉线的交融,每一个梭子的穿插,每一条花边的织结,从竹编、草编、棕编、麻编,到缂丝、抽纱工艺,每一门编织工艺,都蕴含着中华几千年文明厚重的底蕴与独特的魅力,组成着中国工艺美术宝库中不可或缺的编织工艺瑰宝。