血管支架预制件的六角形三维虚拟编织

为解决六角形三维编织血管支架的编织工艺复杂、开发周期长的问题,提出了基于MatLab编程的支架三维虚拟编织方法,以快速完成编织工艺开发。首先,基于六角形编织机底盘的结构特点,对底盘单元进行坐标数值化,从而可将支架编织的工艺和工序转换为不同时刻下携纱器在底盘上的XY平面坐标和运动信息以及纱线在芯棒上的高度坐标z值,并应用数值计算方法进行连接和拟合,建立纱线空间轨迹的数学模型,得到虚拟支架的三维基本形态。然后,将编织支架的三维形态展开为二维形态,分析二维平铺形态下单向支架沿螺旋方向缠绕的特点,应用线性方程组求解纱线的交织点坐标,并通过层内和层间的纱线交织关系判断得到各交织点的交织类型。最后,通过方程修正得到具有六角形编织特征的纱线波动方程,进一步建立了具有纱线立体交织特征的虚拟支架实体化数学模型。经不同编织工艺的支架虚拟仿真实验,将虚拟支架与其实物进行比较发现,虚拟支架均能准确直观地表达实物的几何特征和交织特征。由此验证了虚拟仿真建模的正确性,有利于六角形三维编织工艺的快速开发。     

编织工艺参数对周围神经再生导管径向压缩性能的影响

叙述了编织型人体周围神经再生导管的生产工艺,通过改变导管制作的编织结构、编织角和轴纱线密度等工艺参数,探讨了编织工艺参数对神经再生导管径向压缩性能的影响。     

编织法制备人工神经导管的研究

探索利用编织法制备符合一定要求的人工神经导管。采用聚乳酸(PLA)纤维为编织材料,通过改变导管芯材料以及芯纤维数量与排列,设计并编织了3种类型的神经导管,并采用3种编织密度制备这3种不同结构类型的导管。对各类型导管的直径、横截面、质量、轴向断裂强力和伸长、外层纱线交织角进行测试与表征。结果表明编织法制备人工神经导管方便快捷,可以通过改变芯纤维数量与排布调节导管尺寸与孔隙率,批与批之间差异小,同时,为人工神经导管的标准化设计提供了参考数据。     

电脑横机局部变针距编织方法与工艺研究

对大小线圈纹理效果织物的变针距编织进行分析,编织方式分为相同粗细纱线与不同粗细纱线编织两种基本方式.提出相同纱线采用多导纱器、多横列的并圈变针距编织和不同粗细纱线采用嵌花编织的方法.针对不同电脑横机的结构扣特点,分别对两种编织方法进行编织原理分析,根据粗细线圈的特征与织物的平整性要求进行编织测试,研究电脑横机编织的工艺...     

全成形针织物纱线张力影响因素研究

在LXC252SCV型双系统电脑横机上编织6种全成形针织物组织,利用电子纱线张力仪测量编织过程中的纱线张力,分析纱线张力测试仪原理及测试方法。通过改变编织速度、侧天线张力、织物密度、织物组织、牵拉张力等工艺参数,探讨各工艺参数对纱线张力的影响。结果表明,采用电脑横机编织全成形针织物时,纱线张力主要与编织速度、侧天线张力正相关;织物密度减小、牵拉张力增大使纱线张力略有增加;编织不同织物组织时,纱线张力变化较小。     

单梳满穿重经平组织编织工艺探讨

通过对重经平组织编织工艺的探讨,得出适当调整成圈机件的位置,并合理控制好纱线张力可有效减少重经平组织编织过程中漏针现象的出现。同时,选用摩擦阻力小的原料,以及在整经过程中对纱线加油,都有助于重经平组织的顺利编织。     

基于局部编织技术的针织面料肌理设计与工艺

采用电脑横机技术和M1-PLUS软件,重点对局部编织工作原理及应用进行阐述。通过局部编织具体实例,分析了局部编织模块排列对针织面料肌理效果的影响。结果表明：对局部编织单元模块进行顺次、错位、叠加排列,可以形成不同形态的针织面料镂空肌理效果;将局部编织模块与平针、四平、浮线等组织复合,可以形成鼓包、皱褶以及变化的镂空肌理效果;同时,将不同几何形状的局部编织单元模块与不同纱线结合应用,可以形成具有设计感的针织面料。     

基于局部编织技术的全成形针织衫创新设计研究

为促进全成形针织衫款式开发,更好地推广全成形编织技术,以四针床电脑横机及对应设计系统为依托,对局部编织技术及其在全成形针织衫中的创新应用进行研究。采用局部编织工艺进行组织和结构的创新设计,并通过编织实例,分析工艺实现方式与技术细节。结合局部编织技术高速、高效、节约原料等特点,提出将其运用于针织衫结构中的设计方法;利用全成形针织衫连续性、完整性特点,将局部编织技术与不同组织、纱线结合,塑造出丰富多变的肌理效果;应用局部编织技术可促进全成形针织衫功能性与美观性的完美融合,满足现代消费者的个性化需求。     

基于粒子群优化算法的碳纤维纱线用编织锭子结构参数的优化

碳纤维纱线编织过程中会因纱线张力波动大,导致其在变应力作用下发生局部断裂起毛问题。为了降低纱线张力波动,使碳纤维纱线在合适的编织张力下完成编织,需要优化碳纤维纱线用编织锭子结构参数。根据编织工艺和锭子结构,分阶段建立纱线张力模型;根据粒子群优化算法原理和优化目标,选择结构参数和优化目标函数,并确定结构参数优化范围。通过MatLab软件完成碳纤维纱线用编织锭子结构参数的优化,仿真结果表明:通过调节碳纤维纱线用编织锭子各阶段起始角度、线坠长度、弹簧刚度和预压缩长度,碳纤维纱线张力可以满足加工要求,且优化后放纱阶段纱线张力波动率相比于单补偿编织锭子下降了18.13%。     

横机空针成圈编织的几何条件与应用

为了便于认识与理解横机羊毛衫空针成圈的编织条件,从编织过程中纱线与针床的几何特征,给出了空针能否进行成圈编织的判断方法,表明:在整个编织幅宽范围内,若某枚空针在其两侧的起口纱线中存在与针床平面呈现平行的几何状态,则该枚针在织下一个横列时,将不能进行成圈编织,否则,它在下一个编织横列将可以进行成圈编织,同时,也将该判断方法应用到了普通的纬平针起口、罗纹起口,挑单枚空针孔眼、挑双枚空针孔眼、放单枚空针、放2枚及以上空针等所需要的空针成圈编织中。     

等覆盖率变径编织方法

针对鱼雷、炮弹等具有旋转曲面芯轴的编织型保护层覆盖率恒定的问题,提出控制芯轴牵引速度与纱锭转速的比例关系来实现等覆盖率编织的方法。基于对编织物局部结构的分析,建立编织物覆盖率与编织角、芯轴半径和芯轴锥角等编织参数的数学关系模型。首先采用逆解法求解局部编织物编织过程中的牵引速度和纱锭转速;其次应用积分原理将所求速度模型应用到整个编织物,运用MatLab 计算并分析编织点高度、编织角、牵引速度与芯轴半径之间的关系;将所得数据通过Solidworks 软件建立相应的编织物虚拟模型,并对不同部位处织物密度进行对比分析。结果表明,各个部位的织物密度基本一致,证明所建立的数学模型具有可靠性。     

Modeling and analysis of friction in end-face/inner-face circular braiding processes

Friction between yarns could greatly influence braiding processes, especially using carbon/glass fibers. However, as the points of friction are various and traveling all the time, it is quite difficult to measure the total value of frictions. To solve this problem, mathematical models have been developed to predict the friction in two braiding processes of triaxial circular braiding processes, the widely used end-face braiding process and the inner-face braiding process. To analyze the influence of the two braiding processes to the interacted friction between yarns, some definitions and initial conditions were introduced. Based on these conditions, the yarn net, which is formed during the braiding process, was divided into numerous segments. With the geometrical and force equilibrium relationships, each yarn nodes and segments were analyzed. Based on these equations and boundary conditions, the models of two braiding processes were established and solved by Matlab. A practical engineering implementation was shown to verify the validation of the model. The results shows that the inner-face braiding process of braiding process does have a better performance in eliminating the friction than the widely used end-face braiding process.     

基于桥联模型预报三维五向编织复合材料的刚度和强度

基于三维五向编织复合材料细观单胞模型,将材料内部、表面、棱角区域内具有相同走向的纤维束简化为单向复合材料,利用桥联模型,确定了单向复合材料的柔度矩阵,将具有不同材料主向的单向复合材料的刚度通过体积进行平均,得到了三维五向编织复合材料的总体刚度矩阵,进一步计算得到材料的工程弹性常数;以单向复合材料为基础,宏观上基于等应变假设,结合桥联模型,确定出材料内各组分(纤维束和基体)的细观应力分布,对纤维束采用Hoffman失效准则,基体采用Mises失效准则,预报了三维五向编织复合材料的拉伸强度。结果表明,三维五向编织复合材料的刚度和强度的预测值与实验值吻合较好,验证了本文分析模型的有效性。     

皮胶原与组织工程

组织工程是一门新兴的综合学科 ,已显现出其强大的生命力。本文介绍了组织工程的起源与发展 ,基本概念、基本原理和方法 ,并从胶原的结构与性能出发 ,较为详细地讨论了皮胶原在组织工程中的应用 ,指出利用动物皮胶原制造组织工程材料具有广阔的发展前景     

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。     

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。     

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。     

Fault detection in braiding utilizing low‐cost USB machine vision

This paper investigates the effect of yarn tension on braid formation point (braid point) motion. A computer‐controlled take‐up machine is developed to facilitate braiding experiments. The results of several experiments are used to recognize tension aberrations that lead to poor quality and wasted product. Optimal braid performance is observed, which serves as the baseline for comparing the behavior of faults. By studying the effects of common faults, a diagnostic tool is developed to recognize the onset of defects and provide some insight into what might be causing the fault. Radial fluctuation of braid point position is a good indicator of mechanical faults of the tensioning mechanisms. Observations based on mechanical and visual methods are also presented as diagnostic tools. From visual observations, it can be concluded that as the tension in one yarn increases with each revolution, the radial fluctuation increases until a yarn breaks. From mechanical observations, it can be concluded that the fluctuation in motor speed increases until the point when the yarn breaks. Through this study, braid point motion can be used as a diagnostic for shutting down the machine before irreversible damage occurs.     

Decellularized liver as a practical scaffold with a vascular network template for liver tissue engineering

The construction of a functional liver-tissue equivalent using tissue engineering is a very important goal because the liver is a central organ in the body. However, the construction of functional organ-scale liver tissue is impossible because it requires a high-density blood vessel network. In this study, we focused on decellularization technology to solve this problem. Decellularized liver tissue with a fine vascular tree network template was obtained using Triton X-100. The distance between each vascular structure was less than 1?mm. Endothelialization of the blood vessel network with human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) was successfully performed without any leakage of HUVECs to the outside of the vessel structure. Furthermore, hepatocytes/spheroids could be located around the blood vessel structure. This study indicates that decellularized liver tissue is a potential scaffold for creating a practical liver tissue using tissue engineering technology.     

3D生物打印制备组织工程支架的研究进展

为进一步推动3D生物打印技术在组织工程支架领域的应用,从当前3D生物打印方法的优劣及相关材料的固化成形机制出发,详细综述了国内外3D生物打印制备组织工程支架的研究进展。针对3D生物打印技术,主要介绍了喷墨、挤出、激光辅助和立体光刻等技术的原理、过程和优缺点;针对3D生物打印材料,主要介绍了聚合物和生物陶瓷等材料的特性、固化成形机制和适应范围;针对3D生物打印应用,主要介绍了3D生物打印在血管、骨、耳、心脏等功能性组织构建中的最新研究进展,指出生物墨水的开发及临床应用是其未来的发展方向。为进一步推动组织工程用3D生物打印技术的发展提供理论与实践参考。