基于编织点起始位置及牵拉速度变化的编织角预测模型

针对二维编织过程中起始编织点位置过高或过低以及牵拉速度变化会导致编织角发生阶段性不匀的问题,通过数学建模的方法建立编织角从不稳定状态到稳定状态过程中编织高度和编织角随时间变化的本构方程,并且预测这一过程所需的时间和编织的织物长度。此外,通过带芯编织方法的实验来验证此模型的有效性,实验结果表明此模型能够有效地预测编织角随时间的变化以及编织角不稳定阶段编织的织物长度。     

省和褶的局部编织实现

对织物边缘和中部通过局部编织技术形成的省和褶进行了研究,分析省和褶局部编织的方式、几何原理及外观效果影响因素,得出三角形局部编织比矩形的褶裥效果更明显,褶量的大小与三角形的底边长度呈线性相关；通过将局部编织物纹理与省道合并后的织物纹理进行比较,分析形成省道的原理,探讨形状对造型的影响,为生产立体造型横机编织产品提供参考.     

碳纤维二维编织管状织物的编织工艺

针对碳纤维在二维编织过程中不耐扭折、易受损断纱的问题,通过拉伸性能实验和导纱瓷眼折角磨损实验分析了碳纤维复丝的可编织性能,探讨了纱管在缠绕过程中应注意的问题。在24 锭二维编织机上编织了8 种不同工艺参数的碳纤维管状编织物,研究了编织工艺对织物外观起毛情况及力学性能的影响。结果表明：碳纤维复丝的断裂强度为86.39 cN/tex,断裂伸长率为1.12%,断裂强度远高于其他纤维,但延伸性差;影响碳纤维复丝在导纱瓷眼处折角磨损程度的因素依次为牵引力、折角、编织速度;在编织纱线根数不变的情况下,随编织节距的减小,管状编织物的面密度逐渐增加,起毛现象严重,编织物的拉伸断裂强力降低。     

三维全五向编织复合材料的压缩性能

以无碱玻璃纤维为原料,采用四步法1×1编织工艺在全自动模块组合式编织平台上制备三维五向及全五向编织物;以E51环氧树脂、70#固化剂(四氢邻苯二甲酸酐)为树脂基体,与编织物复合制备三维五向及全五向编织复合材料;并利用Instron万能材料试验机对比测试上述编织复合材料的压缩性能,研究轴纱、编织角、纤维体积分数等结构参数对材料压缩性能的影响。结果表明,编织复合材料的压缩性能随着编织角的增大而降低,随着轴纱、纤维体积分数的增大而提高;三维全五向编织复合材料的压缩性能明显好于三维五向编织复合材料。     

无结网编织工艺研究

针对当前无结网成网技术中存在织物质量较差和内部纤维强度损失较大的问题,研究了一种新型无结网状织物的编织工艺。通过结合编织技术原理与无结网结构特征,分析了无结网成型原理,并以四纱网脚作为研究对象,对其网脚及网结的编织轨道形式进行了设计,进而探讨纱锭无干涉分布规律。在此基础上对纱锭无干涉分布规律进行拓展,分析了采用4个多槽口叶轮编织多纱无结网的纱锭分布规律。依据纱锭在轨道盘上的无干涉分布规律获得可行分布方案,针对某个分布方案进行无结网实物编织实验,验证了所研究无结网工艺的合理性,并确认无结网的编织工艺需综合考虑纱锭运动轨道、纱锭分布及叶轮规格的影响。     

大尺寸异形结构芯模编织策略及纱线轨迹预测

针对大尺寸异形结构芯模在编织过程中牵引轨迹精度低、编织角误差大等问题，提出一种基于双机器人协同夹持芯模进行编织的轨迹求解方法，并预测纱线轨迹。首先求解第1台机器人轨迹保证任意一段离散芯模垂直通过编织平面，再利用几何约束求解第2台机器人轨迹，然后提出针对该机器人轨迹的纱线预测模型，预测任意时刻纱线落在芯模上的位置。实验结果表明：使用本文求解的机器人轨迹进行编织可使芯模等截面部分编织角与期望值的误差在±3°以内，弯曲变截面部分的误差在±7°以内；预测模型的结果与实际测量编织角的等截面部分误差在±3°以内，弯曲变截面部分的误差在±5°以内。     

三维管状编织复合材料的弯曲性能研究

以1 200 tex的E型玻璃纤维为原料,采用3DB-J100-8型模块化组合三维编织平台制备三维四向、三维五向管状编织物;以E51环氧树脂、H023聚醚胺组成树脂基体,与上述编织物复合制成三维管状编织复合材料;利用Instron 3385H型万能材料试验机测试并观察材料的弯曲性能,研究编织结构、编织角等结构参数对三维管状编织复合材料弯曲性能的影响规律。结果表明:三维管状编织复合材料破坏特性均表现为明显的脆性破坏;三维五向管状编织复合材料的抗弯性能明显好于三维四向管状编织复合材料;三维管状编织复合材料的弯曲性能均随编织角的增大而增加。     

六角形编织物的微观结构模拟

为研究第2代六角形编织物的复杂结构并预测其性能,利用MatLab软件设计出一套可直接模拟六角形编织物细观结构的算法,得到了可很好地反映编织结构的模型。根据第2代六角形编织角轮和转换装置的运动规律,推演携纱器的运行路径,编写出模拟携纱器行走路线的代码程序。通过编织轴向的路程计算,获得纱线运动的空间路径,并利用B样条法对空间路径进行优化,最后运用Solidtube函数进行实体化模拟,实现了细观结构的可视化。本文算法基于最基本的角轮与转换装置的关系编写,对于六角形编织物结构模拟具有普适性;同时进行了不同六角形预制件的编织实验发现,实验成品与模拟编织结构吻合度高,验证了算法的准确性。     

亚麻/毛混纺横编产品的生产工艺

文章从对亚麻/毛混纺横编织物的编织前处理、编织工艺的分析与研究入手,探讨了亚麻羊毛混纺纱针织工艺的方法与技术途径.认为对纱线的前处理是提高亚麻/羊毛混纺纱编织性能的有效措施,纵向密度是影响亚麻/毛针织横编织物力学性能的主要因素之一.     

二步法三维编织物交互设计与仿真

以二步法矩形三维编织物为例,在分析纱线运动规律的基础上,建立了编织物参数化仿真模型。以VRML作为三维展示平台,以Java作为控制核心,实现了二步法矩形编织物的交互设计与仿真,用户在织造前通过网络即可直观地了解编织空间结构和编织运动过程,并可实时修改,显著提高了产品设计质量与效率。     

二维二轴编织铺层复合材料压缩性能的研究

利用二维编织机,设计编织用芯模尺寸,编织成不同层数的编织铺层复合材料。讨论多层碳纤维/环氧树脂编织铺层复合材料的压缩性能,并分析不同层数、不同编织角的编织铺层复合材料的平均压缩模量的变化规律及压缩破坏模式。结果表明,随着层数的增加,编织铺层复合材料的平均压缩模量呈下降趋势;在同一块编织铺层复合材料板内,编织角影响编织铺层复合材料的平均压缩模量,其随编织角增大而减小;编织铺层复合材料的压缩破坏模式主要是分层现象较明显,其次是树脂剥离、碳纤维脆断。     

Simulation of maypole braiding process with multi-layer interlocking yarns

A multi-layer maypole braiding simulation software has been developed. Arbitrary number of horn gears could be arranged along both circumferential and radial directions. Up to five spindles could be assigned to each gear for one axial and four radial yarns. Yarn paths were obtained by the iterative tracking of spindle movement instead of simple mathematical modeling. Spindles could migrate from one horn gear to another either on the same layer or on adjacent layers. Yarns interlocked with each other when spindle migrated between layers. With this method, two-dimensional paths of complex interlocked yarns were effectively traced, which were then converted into three-dimensional paths in consideration of the given braiding angle. Mandrel profile could be edited freely so that preforms of various shapes could be generated easily. Design variables such as total yarn length, fiber volume fraction, and building time could be calculated to be utilized for actual braiding processes.     

编织锭子放线速度对纱线张力调控的建模与影响

因不同的编织锭子放线速度将对纱线张力造成波动影响继而改变编织件品质,针对编织锭子放线速度影响纱线张力值的问题,通过研究高速绳带类编织机的工作路径,获取编织锭子放线速度范围;然后分析曲折式纱线补偿类锭子的工作原理,建立相应的纱线张力模型;再根据纱线张力模型进行Mat Lab仿真计算;最后对比仿真结果,总结此类锭子在放线过程中对纱线张力的调控规律。同时,对编织锭子的工作进行阶段性动态计算,并在不同放线速度下分析纱线张力仿真结果。研究结果表明:锭子快速放线将缩短纱线张力波动周期,缩小纱线张力波动范围,且令纱线筒持续放线。     

Surface parameters measurement of braided preform based on local edge extreme

This paper proposes a local edge extreme-based method to automatically measure the pitch length and surface braiding angle of braided preforms. The Lab space transform and an artistic edge and corner enhancing filter are used first to pre-process the original acquired images. An algorithm based on local edge extreme is then used to detect corners. Finally, the pitch lengths and surface braiding angles are measured based on the detected corner maps. Experimental results show that the proposed method achieves automatic measurements of pitch lengths and surface braiding angles of biaxial braided carbon-fiber preforms with good accuracy.     

新型三维纺织复合材料预制件织造方法的探讨

简要叙述了三维机织与编织的织造方法,纯三维机织织物强度低,纤维体积含量较小;而纯编织织物虽然轴向力学性能优良,但层间剪切强度及横向的力学性能较差。为克服这两者的缺点而探索一种新的织造方法,即机织与编织结合的方法,对这种新方法做了初步的实验研究,以期推动纺织复合材料这门学科不断向前发展。     

三维异型整体编织底盘装置的设计

为提高三维异型整体编织的自动化程度进而提高编织效率,通过分析现有的三维异型预制件通用法和混合式样法编织工艺以及可实现异型编织的底盘设备,提出了一种利用步进电动机作为固定式导轨的驱动装置,并结合直流电磁铁在导轨两端中的定位功能,利用DMC5400A 四轴轨迹卡、IOC1280 IO 扩展卡与STM32F103 型微控制器控制实现了多种异型预制件自动编织的底盘装置。通过对编织底盘的结构组成和异型编织的工作过程进行分析测试,结果表明,利用这种底盘装置并结合其控制系统所进行的编织工艺,可实现异型预制件的柔性化织造,具有较好的应用前景。     

纵横步进编织过程置换算法的计算机实现

采用组合数学中集合和置换理论,建立编织模式与方格阵之间的数学模型,将编织过程转换为数学置换运算过程,通过计算机模拟纵横步进编织运动,计算得到一些重要的编织参数。