纵横步进法编织三维预型件

纵横步进编织是制备三维预形件的有效方法之一。本文论述了三维编织的基本原理 ;讨论了纵横步进编织的基本过程和编织机的基本结构 ;着重对编织盘的形式和结构以及编织纱长度补偿的方式进行了全面的分析。     

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。     

异型整体结构复合材料预成型件的编织技术

近几年来出现了多种制作整体结构的复合材料预成型件的新型纺织技术,包括机织方法、针织方法和编织方法。其中,编织方法在实现复杂结构方面表现出优于其它方法的灵活性,它能够编织出采用别的方法难以完成的形状,并且满足形状的局部特殊要求。本文着重介绍编织技术制作复合材料预成型件的特点以及制作方法。     

三维六向编织预成型件纱线运动规律分析

从三维六向编织预成型件的编织规律入手,采用控制体积单元法分析了预成型件中纱线的运动轨迹,并通过实验观察进行了验证。同时,通过实验观察了预成型件中纱线的实际形态,为三维六向编织预成型件单胞模型的建立奠定了一定的基础。     

纵横步进编织工艺及其载纱装置

纵横步进编织工艺是目前应用于制作多维纺织结构复合材料预成形体的主要手段,而载纱装置的设计是实现纵横步进编织工艺的重要工作。本文叙述了纵横步进编织的工作原理及理论上对载纱装置的要求,并介绍了载纱装置及其改进。     

三维编织物的计算机仿真系统研制

介绍三维编织物计算机仿真系统的结构和主要功能。以四步法矩形三维编织物为例 ,研究实现三维编织物计算机动画仿真的方法。给出了各种编织结构和编织工艺的三维编织物计算机仿真实例。     

三维编织预制件表观模拟系统的开发

对四步法三维编织预制件表面外观进行了分类研究。在分析计算的基础上,提出了开发三维编织预制件表观模拟系统的思路和方法,并经过程序设计实现了该模拟系统。     

任意矩形组合截面二步法三维编织的纱线布置规律及其计算机辅助设计

本文研究了任意矩形组合截面二步法三维编织的纱线布置规律，并利用软件使二步法三维编织的工艺设计完全由计算机实现，为二步法三维编织的完全自动化奠定了软件基础。     

三维纬编提花织物的计算机仿真及系统实现

针对三维纬编提花织物在仿真速度及真实感模拟等方面的不足,提出从曲面模型入手建立基于Unity3D平台的织物计算机仿真系统。通过三维织物的曲面数据采集和坐标数据统一,实现三维模型、纹理数据的建立和导入,针对复杂提花织物提出一种三因素模拟算法控制织物模型凹凸效果。确定下陷深度、迭代次数和影响范围3个参数,最大限度地与实际织物真实数据进行拟合。在此基础上结合三维引擎Unity3D实现三维模型数据与二维空间数据整合和三维虚拟展示。与线圈仿真相比较,该系统以织物真实数据为基础,可较好地实现具有三维效果的纬编提花织物的预测与仿真,且效率较高。     

Hi lbert曲线的L系统生成法及计算机仿真

本文介绍了一条能填满正方形的分形曲线：Hibert曲线的有关概念及画。     

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...     

三维编织机运动仿真分析及其轨道优化设计

为研究旋转式三维编织机携纱器在对零部件编织过程中的运动情况,以便对携纱器的运动和接触进行分析,了解其对编织后的复合材料性能的影响,通过分析建立携纱器运动的理论公式,利用MatLab软件绘制携纱器的理论运动曲线,并且在SolidWorks中建立三维编织机简化后的虚拟样机分析模型,应用ADAMS软件进行运动和动力学仿真。对比理论与仿真的曲线发现,携纱器在过渡阶段出现尖点,存在较大的加速度,产生接触冲击,对编织的效果造成不良影响,进而进行携纱器运动轨道的优化设计。通过导入虚拟样机软件仿真后发现,优化后的携纱器速度曲线过渡平缓,圆滑,无尖点,且过渡处加速度小,从而减小了冲击,降低了磨损率。     

异形截面预制件编织的置换分析

通过实例,应用置换理论分析了矩形三维预制件的编织过程,在将编织循环表达为不相交的轮换的乘积后,建立了各轮换与编织锭子移动规律之间的关系。以口字截面预制件编织为例,对异形截面三维预制件的编织过程进行了置换表达。从不相交的轮换的积的表达式中,不仅可以得到有关异形截面三维预制件编织锭子移动规律方面的特性,还可判别出方格阵上编织锭子的类别并确定其初始位置,为异形截面三维预制件编织的最终实现奠定了基础。     

三维蜂窝状格栅编织物的设计

基于对四步三维编织法的研究,提出一种蜂窝状格栅编织物的三维编织方法及其制作技术,并进行了编织试验。该方法形成的整体蜂窝状编织物不但融合了网状织物的质轻和编织物的三维结构的优点,而且实现方便,对现有三维编织机器改动较少。     

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。     

Generalized geometric modeling of three-dimensional orthogonal woven preforms from spun yarns

Through the thickness mechanical properties of composites have been improved with the advance of 3D woven preforms incorporating through-thickness reinforcement element compared to 3D woven composites from stack of 2D fabrics. In this study, a generalized geometric model considering non-jammed and jammed constructions of 3D orthogonal woven preforms from spun yarns was developed to predict fiber volume fraction (FVF) of structure constituents, preform thickness, preform areal density, and minimum thread spacing (x-, y-, and z-yarn spacing) to achieve jammed construction in terms of weave factor, number of layers, and constituents’ variables (y- and z-yarn sequence, linear densities, packing factor, and fiber volumetric density). Numerical results are presented to demonstrate the generalized model potential as a design tool to achieve broad range of constituents FVF that controls composite performance.     

Tension modeling and analysis of braiding carriers during radial-direction and axial-direction braiding

The carriers are moved along the eight-shaped orbit during braiding, which makes the length of dynamic catenary fluctuate in a certain range. With changing the release speed of carriers, the yarn tension is difficult to maintain stability. The varying tension affects the structure and mechanical properties of the products. In this paper, the calculation of geometrical dimension is carried out for common carriers. The aim is to analyze the influence of the pulleys wrapping angle, the spool rotation speed and tension control during braiding. For the same processing task, the kinematics and dynamics models of the radial-direction and axial-direction braiding are established using the Newton–Raphson iterative method. Comparing the simulation results, the fluctuant range and the changing rules of the yarn tension are analyzed, which will provide the theoretical basis for braiding carriers design in the future.     

参数化单胞计算三维编织预制件纤维体积含量

在Pro/E中建立了三维编织预制件的内部单胞、表面单胞和棱角单胞的3D实体模型,并对模型进行了参数化设计。当编织工艺参数改变时能自动生成新的单胞模型,单胞纤维体积由Pro/E的模型分析功能直接输出。提出了基于参数化单胞计算预制件纤维体积含量的公式。计算了长方体形预制件的纤维体积含量,并与实测值进行比较,理论计算与实验结果吻合良好。计算了扇环形预制件的纤维体积含量,为复杂外形预制件纤维体积含量的计算提供了新方法。