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。     

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。     

三维异型整体编织底盘的结构

纵横步进编织是制备三维异型预制件的有效方法之一。针对目前编织底盘存在通用性较差,难以实现三维预制件的多种类及多式样编织,所织造的三维编织复合材料结构及其品种单一等问题,在编织方格阵概念的基础上,对四步法编织过程中实现多模式及多式样的理论编织阵列转换问题进行了深入研究,提出了一种通用性的编织底盘初始阵列结构方案。并就该底盘结构方案实现矩形规则截面、异型组合截面预制件编织时的具体运动规律进行了分析,对三维异型整体编织底盘的机械结构及其控制系统设计具有较高的应用价值。     

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。     

编织结构复合材料编织工艺研究

编织结构复合材料是近年来迅速发展的理想结构复合材料，其最突出的特点是整体性好，力学结构合理。目前，这种材料广泛应用于航空航天、交通运输、石油化工、武器装备、体育用品等诸多领域。本文订对纺织结构复合材料的二维、三维编织工艺及成型技术进行了初步的研究，总结出了预成型件与树脂传递模塑成形结合的优越性。     

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。     

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。     

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。     

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。     

三维编织机虚拟样机研究

利用三维建模软件UG,设计了一种由同步齿形带传动的带"8"字形轨道的三维编织机模型,完成了零部件设计和虚拟样机装配等整台机器的结构设计。这种三维编织机能针对编织预成型件的结构形状、编织角、纱线覆盖因子和纱线体积分数的要求进行快速编织;通过在芯轴上编织的方式,纱线沿三个方向排列,形成三维编织物,其具有相对稳定的结构和良好的力学性能。     

三维编织物的编织与固化工艺研究概述

三维编织复合材料具有优良的力学性能,已引起了业内广泛的关注。文章主要介绍了三维编织复合材料预制件的编织技术、固化工艺及其特点。     

T形截面三维编织复合材料细观结构分析及弯曲性能预测

根据矩形组合截面三维编织复合材料四步法编织原理,分析了T形截面编织物的纱线运动规律,按照载纱器的水平运动规律确定了纱线的空间运动轨迹,并用控制体积法建立T形截面交接区域的特殊细观结构模型。在假设纱线截面为椭圆形等理想状态下,建立了编织工艺参数之间的数学关系。运用弯曲刚度合成法预测了T形截面三维编织复合材料的弯曲性能,用MatLab编写了弯曲模量的计算程序。结果表明：弯曲模量随编织角的增大而减小,随纤维体积含量的增加而增大,三维五向T形截面梁的弯曲性能优于三维四向的。最后将预测结果与实验结果进行比较分析,结果证实用弯曲刚度合成法预测T形截面三维编织复合材料的弯曲性能是可靠的。     

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。     

三维异型整体编织底盘控制系统的设计

为提高三维异型整体编织技术的自动化程度,进而提高编织效率,通过介绍编织底盘装置的工作原理,提出了一种底盘控制系统。该控制系统利用DMC5400A型四轴轨迹卡控制4组步进电动机驱动整行(列)携纱器纵横步进循环运动,并结合STM32F103型微控制器控制直流电磁铁定位机构完成异型编织动作实现可控增减纱携纱器工作。选用IOC1280 10型扩展卡控制位置传感器实现底盘运动状态检测,利用MFC中基于对话框的应用程序开发的操作界面实现对多种异型预制件自动编织。对底盘控制系统的硬件组成和异型编织的工作过程进行试验验证。结果表明,利用这种底盘控制系统结合人机交互界面所进行的编织工艺,可实现异型预制件的自动编织具有较高的应用价值。     

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。     

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.     

三维编织复合材料预制件表面性能测试系统

本文讨论了利用面阵CCD为传感器、以微型机为主体对三维编织复合材料预制件表面性能进行测试的基本原理和结构组成,讨论了视频信号数据采集的实现方法和软件设置,同时给出了部分测试结果。本系统为三维编织复合材料的应用奠定了基础。