三维圆筒织物的织造工艺研究

为解决织造大直径三维圆筒织物时存在的边缝、缺经等问题,提出了一种三维圆筒机织法。根据三维圆筒织物结构,设计添经工艺,绘制纹板图,并在三维圆筒织机上进行织造。结果表明:采用三维圆筒机织法,应用弧形分布开口机构中的综眼和打纬优化后的纬密,并合理设计不同层的经纱数量,能够较好地织造出大直径的三维圆筒织物。认为:织物的尺寸以及规格由工艺结构、每次的卷曲长度、经纱纬纱数量及规格等决定,可以应用于大型筒状结构预制体的规格化、连续化生产。

1K碳纤维织物织造关键技术及质量控制

探讨1K碳纤维织物织造的关键技术。根据三种1K碳纤维的特点,采用不同上浆工艺和织造工艺,分别对三种1K碳纤维进行织造,得到符合要求的1K碳纤维织物。最后,对三种1K碳纤维织物进行测试。结果表明,三种1K碳纤维织物均符合要求。日本1K碳纤维织物经上浆前处理后的织造性能稳定,产品一致性好。国产1K碳纤维织物及不进行上浆前处理工艺的织造还处于小批量试验阶段,在织造中出现的碳纤维起毛、开口不清等问题还需进一步解决。

碳纤维多层立体织机引纬机构振动动力学仿真

针对现有碳纤维立体织机引纬机构剑杆高速运动振动剧烈、运动稳定性不佳的弊端,以Adams平台为基础,建立立体织机引纬机构的动力学模型,根据Hertz接触理论来考虑齿轮齿条的动态啮合过程,对立体织机引纬机构采用正弦运动规律和修正梯形运动规律的动力学性能进行仿真对比分析.仿真分析结果表明:相比采用不同运动加速度规律,由于齿轮齿条啮合产生的啮合力冲击对引纬机构的振动影响更大,是剑杆产生振动的主要原因.

碳纤维多层织机打纬机构运动学分析与尺度综合

针对碳纤维多层织造过程中各层纬纱受力一致性需求,提出基于无急回特性曲柄摇杆机构串联的转动-转动-移动副(简称RRP)型基本杆组的轴向六连杆打纬机构,并给出刚体导引与机构几何关系相结合的尺度综合方法。在考虑钢筘极限位置和力传递性能的情况下,优化设计打纬机构,确定合理的机构尺寸和传动角。运动学仿真结果表明:钢筘极限位置和打纬动程的误差率均为0.06%,且在前死心时钢筘打纬加速度大,在后死心附近加速度变化较小,利于厚重织物打紧和机器降噪。轴向六连杆打纬机构驱动钢筘垂直作用于碳纤维多层织物的各层纬纱,受力均匀,其尺度综合方法为考虑织造工艺、运动学性能和机构尺寸等特定要求的打纬机构设计与优化提供一定的理论参考和实验数据。

国产GA747/Ⅱ型剑杆织机织造碳纤维工艺探讨

根据碳纤维脆性、易起毛的特征,对国产GA747/II型剑杆织机优化改造,采用模拟整经方式实现碳纤维织造。重点探讨张力、综平时间、开口动程、进剑时间与剪纬时间等织造工艺,实现了多种外观和质量优秀的碳纤维织物织造。

综框的技术进展及研究方向

概述了国内外综框的技术发展历程和研究方向。分析了传统综框存在的问题和技术缺陷。对目前新型复合材料综框的研究现状进行了分析与介绍,指出:国内在高性能复合材料综框的设计、制备及成型工艺等方面的研究相对滞后,与国外高档产品还存在一定差距,尤其是在制造综框的碳纤维增强树脂材料的应用技术方面亟待取得突破。认为:由先进复合材料制成的新型综框必将取代传统综框,发展新一代综框有利于我国纺织装备技术革新和产业升级。

高性能复合材料综框的动态优化设计

以非对称层压板结构为基础,利用APDL语言开发了针对碳纤维复合材料综框的参数化建模程序。计算和分析了综框的模态频率、振型及谐振响应,指出:第4阶自振频率(ω4)对综框谐振响应最为敏感。建立了基于复合材料层压板结构的综框动力学优化数学模型,采用随机搜索算法对纤维层厚参数h、纤维方向参数α,γ进行动态改进。结果表明:最佳的纤维层厚为0.234 mm、纤维铺设方向为[0°/24.39°/-31.02°/90°]。动力学优化将ω4增大了3.95%,消除了危害明显的谐振频率,有利于综框的技术进步。

基于模糊PID控制的碳纤维角联织机送经系统的纱线张力控制

张力控制时碳纤维角联织机控制系统的核心,而作为织机五大机构的送经系统,是织机张力控制的关键部分,为了弥补普通控制方法在张力控制中的不足,本文在建立了送经系统的模型的基础上,提出了一种基于模糊控制器的PID的控制策略。在MATLAB中通过对模糊PID与传统PID控制的仿真对比表明,本文提出的模糊PID的控制方案与传统PID相比具有超调量小,响应迅速的优点,更适用于对碳纤维角联织机张力的控制。

Dornier剑杆织机送经机构的改造

研究了为织造建筑用碳纤维织物而对Dornier织机的送经机构进行改造,具体做法是:碳纤维直接从筒子架上引出而不是像普通机织物一样从织轴引出,经导辊装置缠绕在滚筒上,经后梁,然后参与织造。研究重点是在碳纤维和滚筒之间不存在滑移现象的条件下设计最佳结构和工艺参数,通过一系列的理论分析和实践检验,得出最佳工艺参数为:r1(滚筒半径)为245 mm;r2(压辊半径)为60 mm;θ1(碳纤维和滚筒之间的包围角)为200°;θ2(碳纤维和压辊之间的包围角)为90°;N(压辊压力)为200 N。

三维间隔机织物的设计及织机开发

以碳纤维矩形截面间隔机织物为研究对象,介绍其织物结构、织造过程及原理,并进行织机的开发,为三维间隔机织物复合材料的开发、预成型件织造及织机的开发提供参考依据。

碳纤维多层织机引纬机构原理方案分析研究

根据碳纤维多层织机的技术要求及织物要求,对碳纤维多层织机引纬机构原理方案进行了研究,主要包括引纬形式的选择,传剑方式的选择,引纬规律的制定等。基于以上的原理方案,对引纬机构进行了设计,得到其三维模型,并对剑杆剑轮系统的竖直、水平两种布置方案机构的受力情况进行了分析研究,按照实际情况对两种布置形式的机构进行了有限元的静力分析,通过分析结果选择出合理的安装布置形式。

基于策略迭代ADP的碳纤维角联织机张力控制

针对碳纤维角联织机经纱张力控制问题,考虑开口等不确定因素对经纱张力的影响,建立了离散非线性送经系统张力控制模型,提出了策略迭代自适应动态规划(ADP),并对ADP中评价网络设计了自适应权值更新率;证明了策略迭代ADP在离散系统的收敛性,削减了非线性及不确定因素对经纱张力的影响,实现了对经纱张力的稳定控制,提高了系统鲁棒性。仿真结果表明:相比传统ADP,策略迭代ADP可以使经纱张力在2 s内快速无波动的到达稳定状态,使系统性能指标函数收敛更优。

碳纤维多层织机引纬机构设计及分析

碳纤维多层织机引纬机构的设计与研究对现代三维织造设备发展具有重大意义。根据碳纤维多层织物特殊织造要求,设计了一套附带寻位装置的多层引纬系统,实现引纬机构按照开口位置的变换和不同层数的引纬。为了满足剑带和升降装置运动平稳性,对所建模型进行了动力学分析和静力学仿真,分析结果表明机构满足各项工作要求。

碳纤维角联织机经纱张力的H_(∞)网络化控制

碳纤维作为一种基础性原材料被广泛应用于航空航天、新能源汽车等高尖端领域。为实现CANbus网络环境下碳纤维角联织机的经纱恒张力控制,提升碳纤维织物性能,提出了一种H_(∞)网络化经纱张力控制策略。首先,进行了织机分区域的动力学分析,深入研究了基于Kelvin模型的经纱张力动态模型建立;其次,在建立双向通道数据丢包和网络时延依赖的网络化模型基础上,给出了闭环系统均方指数稳定及H_(∞)稳定的充分条件,并用Lyapunov泛函、锥补线性化迭代(cone complementary linearisation, CCL)算法,给出了带有观测器的最优H_(∞)控制器的设计步骤;最终,仿真表明所提出的控制器可有效地提高经纱张力控制系统对网络因素及开口扰动的鲁棒性。

碳纤维角联织机网络控制系统H_∞状态观测器设计

针对一类存在不确定时延的网络控制系统,该文提出了一种H∞状态观测器的设计方法。在考虑时延小于等于一个采样周期时的情况,将状态反馈网络控制系统建模为具有不确定性的离散时变系统,并建立了基于状态观测器的网络控制系统。根据Lyapunov稳定性理论,结合Matlab中的LMI工具箱进行可行性分析,得到了H∞状态观测器的设计方法,并验证其鲁棒稳定性。最后,以碳纤维角联织机为例进行仿真,验证了所设计状态观测器的可行性和鲁棒性。

用于碳纤维织物的多层织机经纱张力检测方法

为提高经纱张力的控制精度,防止碳纤维在送经机构长距离输送过程中因自身质量下垂,导致经纱张力控制精度不高对织物质量造成影响,结合现有的经纱张力控制方法,提出基于神经网络的模糊信息融合综合算法。根据神经网络得到的权值函数,以多层织机的送经机构为研究对象进行实验。实验过程中,在多层织机送经机构的不同位置安装张力传感器,通过无线信息采集系统,对经纱张力进行在线多点检测,然后将检测的张力信号进行模糊信息融合。实验结果表明:多传感器信息融合的识别准确率优于单传感器,提高了用于碳纤维织物的多层织机经纱张力的控制精度。

碳纤维多层角联织机多经轴送经机构经纱张力计算及控制算法

新型多层碳纤维角联织机可织造立体织物,特别是当织造30层角联织物时,经纱纱路长、工段多、距离长、经纱层数多,因此导致经纱张力不均匀,张力的波动对三维织物的品质具有较大影响。为了研究立体织机退绕环节对碳纤维经纱张力的影响,首先结合立体织物的织造要求及碳纤维纱线的物理特性,对多经轴送经机构进行了设计与研究,进而建立了碳纤维经纱张力数学模型,经纱张力采用模糊PID进行控制,利用Matlab/Simulink获取经纱张力控制曲线。实验结果表明,送经过程中碳纤维经纱张力满足多层角联织机的特殊要求,通过模糊PID控制后纱线张力的稳定性和控制精度都有明显提高,经纱张力无明显波动。

咖啡碳木棉混纺多功能织物的生产

总结一款咖啡碳木棉混纺多功能织物的生产工艺。介绍了所开发产品的纱线规格、材料特性及纱线性能。整经工序采用KY6041型分批整经机,整经速度720 m/min;浆纱工序采用S432型浆纱机,优化了浆纱工艺和浆料配方;织造中对织物效果进行了CAD模拟,并在ZAX9100型喷气织机上进行了生产,实际织机效率达90%。测试结果表明,织物具有较好的防螨和抗菌功能。认为:生产的织物具有抗菌保健功能,实现了设计预期。

碳纤维角联织机开口系统张力网络化控制研究

为了解决碳纤维角联织机经纱张力网络化控制系统(NCS)存在的网络诱导时延与数据包丢失问题,分析当前先进控制算法和控制技术的不足,对碳纤维角联织机开口系统与送经系统进行动力学分析并建立数学模型,采用切换系统处理方法建立网络控制系统模型并运用Lyapunov函数进行指数稳定性分析,基于网络化控制系统设计一种状态反馈控制器以补偿网络诱导时延与数据包丢失带来的影响,利用TrueTime进行仿真研究。结果表明:兼具时延与丢包的NCS稳定化状态反馈的控制器无超调,稳定速度快,抗干扰性能强,对存在不同的网络诱导时延与数据包丢失都有很好的控制效果,且能够有效提高碳纤维织物质量。

浅析产生炭纤维布疵点的原因与对策

从停台、开关车、运转三种状态分析了传统有梭织机产生稀密路的机理,从设备、织造工艺、操作、管理等方面提出了减少稀密路的对策。