题目：缝合预成型体制备技术及复合材料性能的研究

缝合复合材料作为一种新型复合材料，通过引入厚度方向的增强缝线，可以有效改善传统复合材料层合结构的抗冲击能力、提高其损伤容限，但也不可避免的造成面内力学性能的损失。用最小的面内力学性能损失，得到最大的层间剪切强度，对缝合参数进行优化设计是本课题的目标之一。目前国内对于缝合复合材料的研究集中在锁式(或改进锁式)缝合技术，制备工艺和应用日益成熟，但对于链式缝合和三维缝合的研究较少，设备的使用和工艺的优化有待进一步提高。 本文研究了不同缝合方式(链式和临缝)、不同缝合密度(针距和行距)对碳纤维织物预成型体的渗透特性、压缩特性，以及对缝合复合材料的拉伸性能、压缩性能和层间剪切性能的影响，借助无损检测和微观结构观察，深入分析了缝合方式和缝合密度影响材料性能的机制，比较了链式和临缝两种主要的缝合方式各自的特点，给出材料性能随缝合密度的变化规律，最终得到优化的缝合工艺参数。同时，基于现行的测试标准中尚没有完善的专门针对缝合复合材料的现状，通过测试比较，从通用的复合材料测试标准中甄选出一套适用于表征缝合复合材料基本力学性能的标准，并在这些标准的要求下，根据实际需要设计了非标准的试样尺寸，有效改善了前期试验中由于测试标准选择不当造成测试值偏低的问题。本文还针对二维缝合、三维缝合设计了相应的缝合工装和辅助材料，来提高缝合质量，完成了配合三维缝合机头工作的旋转装夹平台的设计与制造，并利用该平台制备了典型的异型结构缝合预成型体。