一、前言
    作为增强骨架材料，有时需要加工成各种复杂的形状。在将增强织物铺成某种形状时，织物可能产生起皱现象。这种现象将导致增强织物中纤维的损伤破坏，降低复合材料的性能。因此，增强织物的铺覆性能对复合材料的最终性能有相当大的影响，对增强织物铺覆性能的研究就显得非常重要了。
    在一些形状较为复杂的复合材料结构件的加工过程中，要求增强织物铺成具有一定的轮廓的表面。采用传统的增强材料有时达不到要求，需要在织物的某些部位进行裁剪。这一方面影响了产品的性能，另一方面也浪费了时间，增加了成本。因此，在普通织物悬垂、剪切和弯曲性能研究的基础上，对增强织物的铺覆性能开展深入地研究，以便掌握增强织物产生褶皱的机理及影响因素。
    织物的铺覆性是指：织物在进行球形铺覆变形时不产生褶皱的性能。图1说明了织物在铺覆过程中的情况。图中a表示在铺覆过程中织物没有发生起皱现象，在球面上任意一点P（X，y，Z）上对应的坐标U，V，w均为零；图中b表示在铺覆过程中发生了起皱现象，在球面上点P（X，y，Z，）上对应的坐标U，V，w中W不等于零。也就是说织物在铺覆过程中由于织物结构的限制或纱线间的摩擦力等因素，限制了织物中纱线或纤维的自由移动，产生了褶皱。

图1 织物铺覆过程中的起皱

    从以上分析过程中可以认识到，织物的起皱过程是一个相当复杂的过程，影响的因素很多。纱线中纤维的滑移、纱线间的滑移及织物结构的剪切和弯曲变形都会影响织物的铺覆性能，它是织物剪切和弯曲等性能的综合体现。
    二、纺织物弯曲、剪切等方面的测试方法
    1、Dreby在1950年设计了测试织物剪切角的装置，见图2。织物被夹持在夹持器K1、K2间，当织物受到Y方向的力FAY作用，织物表面产生褶皱时，接触杆会将此现象感应出来，记录此时的剪切角度，用于衡量织物的剪切性能。此法只适合于轻薄织物。

图2 Dreby剪切测试法

    2、Treloar在1965年设计了一个类似的测试装置，见图3。将试样（200mmx200mm）夹持在K1、K2夹持器间。当受到作用力FAX作用时，角度α就发生了变化。Treloar首先提出了试样尺寸对测试结果的影响。（陈南梁）

图3 Treloar剪切测试法

3、目前应用较广的剪切测试法是Kawbata 测试法，见图4。试样被放人一对夹持器K1、K2中，试样尺寸为
200mm x 40mm。夹持器K1放在一个旋转的轮上并施加一个恒力矩MV。夹持器K2沿水平方向有±80的横移，试样受到剪切。横移所需的力FSY用于衡量织物的变形能力。

图4 Kawabata 测试法

4.Culpin在1979年设计了双轴向夹持器，见图5.四边形的试样被固定在夹具内，然后进行菱形变形。当相临的两根纱线相互变形靠近到一定值时纱线间形成一定的角度，织物将会起皱。这个装置只适合于普通纱线，变形较小。

图5 Culpin双轴向夹持器

三、经编双轴向立体骨架增强材料的铺覆性能测试
3．1测试方法
    上面介绍的一些装置只适合于传统的轻薄形织物，对采用强度高、模量高、硬挺的玻璃纤维、碳纤维等高性能原料制成的增强织物的剪切、弯曲等性能的测试都不太适合。为了对厚实的增强织物进行铺覆性能测试，在Culpin双轴向夹持器基础上，设计了一个适合于厚实织物、变形量较大的双轴向夹持器，见图6。试样被双向夹持，试样尺寸为150mm xl 50mm。夹持器可以沿两个对角方向作菱形变形。拉伸试验仪外观如图7。当织物起皱时，把皱探测杆感应，并将记录下此时的变形δh，通过公式α＝arccos（（d＋δh）/2a），d＝（2 x a）1/2可以求出剪切变形角α（见图8）。

图6 试验夹持器                                                    图7 拉伸仪外观

3．2试样及测试结果
      试样规格及变形角测试值见表1，衬经衬纬纱采用玻璃纤维无捻粗纱。典型的剪切拉伸曲线见图8。

表1试样规格

3．3测试结果分析
1、从试验装置的原理可以分析到，剪切变形角越小，剪切变形越大，织物的铺覆性能越好。
2、从表8—2一的试验结果分析，纬纱密度对铺覆性能的影响不大。试样l至试样4，变形角从36O增加到39.7O。同样，试样5和试样6，变形角从29.70增加至30.50。
3、经纱密度的变化对铺覆性能的影响很大。试样1和试样5比较，变形角从360减小至29.70。同样，试样4和试样6比较，变形角从39.70减小到 30.50。
4、比较试样6和7可以发现，原料细度越小，其变形角越小。
5、从剪切拉伸曲线来看，织物在剪切拉伸刚开始阶段，织物很容易变形。织物在很小的作用力下，就会产生很大的变形。经过一个转折点后，织物变形很困难。在很大的变形力作用下，织物的变形很小。其中的转折点处，织物发生了起皱现象。