织物结构对变厚度三维机织复合材料低速冲击性能影响研究

章劲草; 张一帆; 雷力明; 陈利

doi:10.16080/j.issn1671-833x.25020409

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织物结构对变厚度三维机织复合材料低速冲击性能影响研究

研究论文 | 更新时间：2026-09-17

- 织物结构对变厚度三维机织复合材料低速冲击性能影响研究
- 航空制造技术 2026年69卷第16期
- 作者机构：
  
  1. 太行国家实验室
  2. 天津工业大学,天津,300387
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金（U2441265）;太行国家实验室基础研究基金（C2024–3–001）
- DOI：10.16080/j.issn1671-833x.25020409
  中图分类号： V214.8
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
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章劲草, 张一帆, 雷力明, 等. 织物结构对变厚度三维机织复合材料低速冲击性能影响研究[J]. 航空制造技术, 2026,69(16):161-167.

章劲草, 张一帆, 雷力明, et al. 织物结构对变厚度三维机织复合材料低速冲击性能影响研究[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2026, 69(16): 161-167.
章劲草, 张一帆, 雷力明, 等. 织物结构对变厚度三维机织复合材料低速冲击性能影响研究[J]. 航空制造技术, 2026,69(16):161-167. DOI： 10.16080/j.issn1671-833x.25020409.

章劲草, 张一帆, 雷力明, et al. 织物结构对变厚度三维机织复合材料低速冲击性能影响研究[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2026, 69(16): 161-167. DOI： 10.16080/j.issn1671-833x.25020409.

摘要

针对航空装备中关键抗冲击部件对轻量化复合材料的迫切需求，系统探讨了变厚度三维机织复合材料的低速冲击性能及其影响机制。通过树脂传递模塑工艺制备了具有1/3斜纹、五枚缎纹和八枚缎纹3种不同织构的变厚度复合材料试件。采用落锤冲击试验装置，在5 J和10 J两个能量水平下对试件进行冲击测试，完整记录了载荷–时间、载荷–位移及能量–时间等动态响应曲线。试验结果显示，八枚缎纹结构表现出最优异的抗冲击性能，其峰值载荷分别较五枚缎纹和1/3斜纹结构显著提高39.13%和88.14%；随着冲击能量的增加，所有试件的响应时间均相应延长，损伤程度也明显加剧。同时，适当增加经纱浮长可有效缓解应力集中现象，显著延缓分层损伤的扩展进程。本研究为变厚度三维机织复合材料在机翼前缘、叶片边缘等关键抗冲击部位的结构优化设计提供了试验依据和理论支撑。

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