三维编织物的缝合连接技术研究

    根据复合材料连接接头的破坏过程分析，复合材料构件上的孔径小到一定尺寸，孔的应力集中影响就不太明显。实验数据表明^[9]，缝合连接的效率达到92~98%，并且随缝线孔径的减小，不仅静强度增加，耐久性也有所提高。因此，缝合技术也可作为一种较先进的复合材料连接方法被应用在复合材料上。
    缝合连接三维编织技术是在三维整体编织工艺的基础上将异型形状部分用缝合线按照一定的缝合工艺参数连接起来形成所需形状的预制件。缝合连接三维编织物的外观如图2所示，其中，ED方向为0°方向；和ED垂直的方向为90°方向；AB为搭接长度。

                  
3.1 缝合连接的基本形式
    根据连接件的结合形式以及结构件上力传递方法的特征，可将缝合连接分为以下四种形式：单搭接缝合连接、双搭接缝合连接、斜面搭接缝合连接和阶梯形搭接缝合连接，如图3所示。选择何种形式的连接是缝合连接设计的关键。

            
    当连接件比较薄时，可采用单搭接连接，在图2所示的搭接端头DB和CA处，由于没有纤维通过，只是靠树脂与整体胶接在一起，所以拉伸时承力很小，主要为BF或AE（即一半厚度的构件）承力，端头处是整个构件中最薄弱的部分，强度最低。对于中等厚度板，采用双搭接缝合连接比较适宜。这样可以使搭接端头分布在尽可能多的截面上，从而提高搭接端头处的强度。对于形状异常复杂的制品，可采用增加搭接层数的办法，这样有利于不同结构与形状的变化，如预留孔、预留凹槽等，同时每层厚度也可通过减少纱线等改变编织工艺达到变化几何形状的目的。当连接件很厚时，宜选用斜面搭接缝合连接，其搭接角度在6~8°范围^[10]可获得很高的连接效率。但是，由于所需角度非常小，工艺上很难实现。因此，对厚的连接件通常采用阶梯形搭接缝合连接，这种形式可以通过编织过程中的减纱工艺来得到。阶梯形搭接缝合连接具有双搭接缝合连接和斜面搭接缝合连接两种连接的特性，通过增加台阶数，使之接近于斜面搭接连接角(一般6~8°)，同样可获得较高的连接效率。
    选用何种搭接方式主要是根据制件的几何形状的变化的复杂性开设不同形状的窗口、预留不同形状的凹糟、预埋各种金属件等具体情况来决定,并且要使缝合连接工艺尽可能简单、成本尽可能低、连接强度尽可能大。
3.2 缝合连接基本破坏模式