碳纤维多层立体织物平行打纬构型的设计建模与仿真

为提升碳纤维立体织物各层打纬力分布的均匀性,通过机构串联对共轭凸轮与平面四连杆进行功能配置,设计了一种适用于多层立体织造的组合式平行打纬构型。根据修正梯形加速运动规律,在Matlab环境中对主、副凸轮理论廓线进行数值分析与编程反求,提出了适用于多层立体织物的打纬阻力计算方法,构建了基于Adams/View的高精度平行打纬系统数字化仿真模型,并针对其运动特性、共轭精度及接触碰撞等进行了动态模拟与分析。结果显示:钢筘在前死心位置(凸轮轴转角为72°时)附近能够很好地实现水平打纬运动;摇轴与摆臂具有较高的角运动匹配精度,且两者负角加速度在前死心处均达到瞬时最大,有利于同步打紧各层纬纱;当凸轮机构存在共轭间隙时,摇轴角位移、角加速度会产生明显的偏离与振荡,同时主、副凸轮与滚子之间亦存在高频次接触和碰撞,并将导致摇轴与筘座发生振动,不利于提升平行打纬动力精度。文章为高品质多层立体织物打纬构型的设计与应用提供了借鉴。

定长成型立体织物矩阵式自适应送经技术研究

以立体机织物成型工艺为基础,分析传统送经路径,提出直通式送经路径设计技术。通过经纱球面点阵布置,解决单根经纱间张力不均和开口不清晰等技术问题。采用经纱恒张力控制技术,通过送经装置的力学建模,推导出恒张力的力学方程,并使用MATLAB分析其运动规律。为织物成型过程中张力恒定提供一种理论方法,实现了立体机织物高效、稳定的制备,同时保证了批次织物产品质量的一致性。

立体织物整体穿刺钢针阵列布放装置研制及实验验证

针对立体织物整体穿刺钢针阵列大量超长,穿刺钢针由人工布放的不足,设计了适用于钢针阵列自动化布放的穿刺模板工装,研制了用于立体织物整体穿刺钢针阵列布放的装置。这种装置由高重复定位精度水平移动平台、机身、钢针存储及施放机构等组成,通过红光十字激光器对穿刺模板等距密排精密微小孔进行定位。控制系统采用触摸屏为人机交互界面,运用具有多路脉冲输出的PLC控制移动平台的伺服电动机和钢针施放机构的闭环步进电动机,以保证整体穿刺钢针阵列布放工作可靠、持续进行。为验证整体穿刺钢针阵列布放装置工作原理的可行性,进行了T形截面整体穿刺钢针阵列的布放实验,结果表明布放装置原理可行,工作可靠。

平面上带有平行管腔立体织物的设计与试织

为了得到内部带有加强筋的横梁或立柱,采用多臂开口的小样机设计试织了一种平面上带有平行管腔的立体织物。用这种立体织物做增强体材料,其管状体经填充后,在达到板材所需强度的同时,可大大减少材料消耗,降低材料成本。该织物具有多个矩形口,并由中间的一层织物连接到一起。通过分析织物结构、织制原理、上机图设计过程和上机要点,成功开发出平面上带有平行管腔的立体织物。

用于含Z向钢针立体织物的钢针置换夹持器设计

为解决人工逐根置换钢针以及传统夹持器在工作过程中存在的不足,设计了适用于钢针置换的专用钢针夹持器。该装置由楔形滑块、薄壁弹性夹持器等组成,通过楔形滑块对薄壁弹性夹持器产生压力使薄壁楔形夹持器发生弹性形变,转化为薄壁楔形夹持器对钢针的压力,以满足夹紧钢针的要求。这种专用钢针夹持器自动化程度高,定位精准,能快速实现夹紧与松弛;并对钢针夹持器工作过程进行受力分析,以保证钢针置换工作可靠、持续进行。为验证工作原理的可行性,设计了夹持置换钢针实验,结果表明,钢针夹持器原理可行,工作可靠,可达到使用要求。

立体织物结构及其织造技术

对平面状典型 3D织物结构及其织造技术进行了介绍 ,可为国内发展纤维增强复合材料用织物提供参考。

Y形管状立体织物的设计与试织

研究了Y形管状立体织物的设计及试织方法。分析了Y形管状立体织物的几何结构特点,从织物组织、总经根数、横截面图以及上机图四个方面介绍了Y形管状立体织物的设计要点,并在剑杆织机上成功织造了织物试样。指出:Y形管状立体织物可以采用将三维立体织物转变为二维平面织物模型的方法进行设计,并可采用分段织造技术进行织造。认为:Y形管状立体织物的设计与织造方法能够满足实际要求,是合理和可行的。

含Z向钢针阵列立体织物钢针置换摩擦力分布规律

为合理设计整体穿刺成型织物钢针置换装备,分析含Z向钢针阵列立体织物在钢针置换时内外层钢针的置换摩擦力分布不均的现象,对立体织物进行细观分析,建立了单行单层织物的弹簧与质量离散线性系统模型,分析了系统模型中的钢针微段的偏移情况,并以此推断钢针阵列置换力分布规律,最后通过实验进行验证。结果表明:织物中纤维束受压变形量由外层向内层逐渐增大,导致钢针置换摩擦力由外层向内层逐渐增大,实验结果与理论预测结果一致。

多层组织在立体织物中的应用研究

研究多层组织在立体织物中的应用方法。分析了支形管织物和蜂窝状结构立体织物的形成原理,阐述了多层组织在方形盒织物、一次织制成形手套、一次织制成形文件袋立体织物中的应用方法。指出:立体织物可以采用不同层数织物组织联合的方法来进行组织设计。认为:对不同形状的织物进行折叠,对折叠后的形状进行分析,然后找出织物的特点,可采用多层织物的织造原理,利用多层组织开发出更多的立体织物。

基于半自动织样机的凹凸立体织物设计与开发

为开发受市场欢迎的高附加值织物,利用半自动织样机开发具有凹凸立体外观的系列织物,给出了织物的整体设计思路,分别从原料选择、织物组织设计、织机上机工艺参数、经纱的送经量及其张力控制方法、纱线色彩的选配方面介绍凹凸立体织物设计与开发要点及注意事项,并进行试织。结果表明:利用纱线色彩及织物组织配合,利用改造的“双轴”半自动织样机,采用经纱悬挂重物等方法调整送经量及经纱张力,使最终织制的凹凸立体织物花型新颖独特、凹凸感强。该类织物适用于服装和家纺装饰纺织品,具有较好的应用前景。

立体织物在双面纬编机上编织试验及探讨

本文提出纬编立体织物的概念、分类及在双面纬编机上编织的原理,并介绍了据此文原理在Z113型提花大圆机上进行的改装试验及上机编织。根据织物夹层在两侧面的线圈结构,将双面纬编立体织物分成两类:较易实现的集圈夹层结构和有一定难度的成圈夹层结构。实验结果表明:双面纬编圆机对复杂的成圈夹层结构的纬编组织也具有编织的可行性,这样可拓展纬编产品的性能及用途。

一种新的管状立体织物组织研究方法——基相生成法

针对三维圆织法成形的管状立体织物组织结构的特殊性,提出了一种管状立体织物组织结构的表达方法——基相生成法,该方法将织物的完全组织分解成若干个组织基,并将这些组织基以矩阵形式表达.该方法可以实现管状立体织物所有类型组织的统一表达,以精确的数学语言从微观角度揭示管状立体织物组织结构的规律与本质,同时,其为经纱开口运动的计算机控制提供了方便,使研究者能方便快捷地获取织造数据和制定控制策略,提高控制程序的通用性和编程效率.

内设三层纵向支撑面的立体织物的织制

通过压扁法设计内设三层纵向支撑面的立体织物,并采用普通的多臂开口小样机织造。该织物可以采用玻璃纤维等特种纤维织造,然后与树脂复合,制成有一定承重力的三维型材;也可以采用化纤织造,通过热黏合或其他方法制成多用途的三维型材。

立体织物在二氧化硅基复合材料方面的应用前景

为深入研究二氧化硅基复合材料在天线罩材料方面的应用,从不同增韧方式的成型工艺方法、增韧特点出发,综合评价了用于天线罩的颗粒增韧、晶须增韧和连续纤维增韧二氧化硅基复合材料的研究现状,提出适合于增韧二氧化硅基复合材料的立体织物纤维束结构,其中典型的纤维束交织结构包括2.5维机织、正交三向、三维编织及其衍生结构。结合未来导弹天线罩材料的发展趋势,指出了立体织物在二氧化硅基复合材料方面的广泛应用前景和研究重点。

字型类横截面立体织物同区不同层长短不一致的巧妙设计

为了达到字型类横截面立体织物同区不同层长短不一致的效果,采用穿综时循环次数不同和穿筘时筘入数不同的方法,得到不同长度但密度相同的织物。这种巧妙设计方法适用于有一部分结构是两端不封闭头端的字型类横截面立体织物的设计。

三维立体织物复合材料研究与进展

三维立体织物复合材料是近年来发展较为迅速的一种新型材料,作为增强体的三维立体织物具有优异的结构可设计性,克服了传统二维织物层间剪切性差的缺陷,同时也解决了层合板易分层的问题。介绍了三维机织复合材料、三维针织复合材料和三维编织复合材料的结构及其特点。

先进复合材料用立体织物研究进展

航空航天技术的发展对先进复合材料提出了更高要求,立体织物制备技术得到了全面发展。本文综述了复合材料用立体织物结构、成型工艺、制造设备和应用等国内外研究情况,并结合立体织物特点和近年发展现状,指出未来发展方向。

芳纶 高强聚乙烯纤维三维立体织物的试验研究

文章采用双经轴织造的方法来控制各层经纱张力的不同,通过上机组织图及织造参数的设计,在普通小样织机上织造了三种不同的三维立体织物,并对织造中需要注意的问题进行了分析和总结。

玻璃纤维字型三维立体织物的设计和织造

以玻璃纤维作为原料,采用"压扁-拉伸法"辅以合理的组织设计和引纬路径优化,在自动剑杆织机上织造出三种字型三维立体织物,并对三种织物的力学性能进行了测试和分析。结果表明:字型三维立体织物的拉伸强度和弯曲强度高于普通机织物,拉伸强度受纤维体积含量的影响较大,弯曲强度则受两层中间织物的影响较大。

往返式穿经法织造一端圆滑的经向截面立体织物

为得到一端圆滑的经向截面立体织物,采用往返式穿经法进行织造,克服了传统整经方法得到的织物两头都是毛头的缺陷。由于一根经纱在前端返回穿经作两次使用,立体织物的前缘呈光滑的圆弧状,因而具有更好的力学性能。