三维纵横步进编织预成型件的计算机仿真

针对三维纵横步进编织物的建模仿真问题,基于三维纵横步进编织的基本编织原则,引入编织图对其编织模式进行描述,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,并采用Bézier曲线对纱线运动轨迹进行拟合,利用计算机图形技术对三维编织结构进行显示,获得了一种设计与实现三维纵横步进编织预成型件的计算机仿真方法,从而解决了各种纵横步进编织工艺预成型件的仿真问题。同时针对规则截面以及异型截面的预成型件结构进行了仿真分析,仿真结果表明所提出的仿真方法有效、可行。     

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。     

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。     

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。     

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。     

碳/芳纶混编三维编织复合材料拉伸性能

为分析三维编织复合材料拉伸性能和失效机制,分别以碳纤维和芳纶纤维为轴纱和编织纱织造了三维五向、三维六向碳/芳纶混编复合材料。采用数字图像相关法采集试样在单轴拉伸过程中表面全场应变信息得到的泊松比。结果表明：三维编织复合材料泊松比受编织结构的影响较大,同种编织结构下,碳纤维为轴纱的复合材料基本保持了碳纤维三维编织复合材料的拉伸强度和模量,同时提高了断裂伸长率;芳纶纤维为轴纱的复合材料则显著提高了断裂伸长率,但拉伸强度和模量损失较为明显;同种混编方式下,三维五向编织复合材料的拉伸强度和拉伸模量较三维六向高,断裂伸长率无明显差异。编织纱分别为碳纤维和芳纶纤维的三维编织复合材料高应变区分别类似点阵分布和波浪线分布,三维五向和三维六向编织复合材料高应变区分别呈均匀分散分布和横向分布。     

三维编织复合材料拉伸与弯曲声发射特征分析

论述了声发射技术在三维编织复合材料拉伸和弯曲过程中的应用以及试验方法,描述了三维编织复合材料拉伸与弯曲过程中声发射的特征。拉伸试验结果表明:编织角小的试件,其应力应变曲线基本为直线,损伤为脆性特征;编织角大的试件,应力应变曲线表现出双线性,各自呈现出脆性破坏特征。弯曲试验表明:小编织角复合材料的载荷挠度曲线保持线性关系;大编织角复合材料的载荷挠度曲线是非线性关系。     

群理论在编织技术中的应用

编织技术是制造纺织结构复合材料的一项高新技术，本文将代数中的群理论用于编织技术的理论研究，描述了二维、三维编织群，为编织ＣＤ系统提供了依据。     

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。     

微编纱的开发与研制

为了解决三维机织热塑复合材料中三维机织预型件的织造和热塑基体浸入预型件这两大难题,开发了织造预型件的微编纱。此纱是将一种纤维采用编织绳带的方法,按照一定的比例均匀包覆在另一种纤维外部而形成,外覆纤维用丙纶,内部纤维用玻璃纤维。通过摩擦实验,表明该微编纱能有效地保护增强纤维,能满足织物组织较复杂的三维机织预型件的织造条件。对微编纱的加工原理、工艺参数的选定进行了分析、探讨,为三维机织热塑复合材料的生产加工开辟了一条新的途径。     

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。     

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。     

基于减纱技术的三维编织携纱器的设计

介绍了三维编织减纱技术及应用其实现变截面预制件编织的原理,比较了增减锭子数量和改变纤维束数量等不同减纱技术在实现变截面预制件编织时的优缺点,分析了基于通过改变纱线数来实现变截面编织的装置——新型携纱器的主要零部件、工作原理及工作过程。指出新型携纱器能够利用减纱技术实现变截面预制件的编织,在编织过程中显示出其优越性、快捷性、方便性,具有较大的应用市场。     

三维纺织物的纺织与固化工艺研究

三维编织复合材料具有优良的力学性能，已引起了广泛的关注。本文主要介绍了三维编织复合材料预制件的编织、固化工艺以及三维编织复合材料的优良性能。     

玻璃纤维土工合成材料的开发

介绍针对土工合成材料使用中出现的问题而开发的玻璃纤维3D加筋布、2D编织布、2.5D格栅以及复合网格布。