接结经纱对三维正交机织物结构的影响

以经纱接结的三维正交机织物为研究对象 ,在 3种接结纱张力下制织了 2种接结纱浮长的 6种正交机织物。通过比较织物的接结纱织缩率、纬纱密度和织物厚度 ,发现适当的接结纱张力既有利于形成较为理想结构的正交织物 ,又有利于织造的顺利进行 ;较小的接结纱浮长 ,有利于织物结构的均匀。     

基于Web的织物结构三维参数化仿真

为实现基于网络的织物结构三维参数化仿真,运用虚拟现实建模语言(VRML)构建了织物的三维仿真模型,研究了Java Applet通过VRML的外部编程接口EAI对织物仿真场景进行交互控制的原理、方法和实现过程,并给出了运行实例.为进一步研究织物异地协同设计提供一种思路.     

三维机织物的织造

纤维增强复合材料由于具有优良的材料功能,被广泛用作为结构材料。三维(3D)复合材料中,3D织物用做为预构件。不少研究报导了具有矩形截面织物或三维五轴向(3D/5A)织物的制造方法,但是在一台织机上如何生产这两种织物却鲜有报导。     

运用MAXScript语言的单层机织物结构三维建模

为提高机织物结构三维建模的效率,提出一种运用3ds MAX软件内嵌的MAXScript语言进行机织物结构三维建模的方法。根据机织物结构相理论和经纬纱交织规律,建立了纱线轴线型值点的数量及型值点三维坐标和机织物几何结构参数的关系,并运用MAXScript语言编程构建SplineShape类对象的方法,建立了经纬纱轴线曲线和机织物结构的三维模型。研究结果表明:以MAXScript语言编程方式,根据机织物几何结构参数建立相应的型值点坐标,并以样条插值方式自动生成纱线轴线曲线;同时结合SplineShape类对象属性设置,运用MAXScript语言卷展栏功能开发出机织物组织参数输入界面,可方便快速地实现机织物结构的参数化三维建模。     

三维正交机织物织造及复合材料成型工艺研究

详细阐述三维正交机织物的结构特征、织造原理及织造工艺,以三维正交机织物为增强体、环氧树脂为基体,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺成型,制成复合材料,并分析其内部结构。结果表明:由普通织机改造的多综眼多剑杆织机可以织造三维正交机织物,成型后复合材料内的纱线形状和位置未发生明显变化,树脂较好地渗透到织物内部,复合材料具有较高的纤维体积分数。研究结果为进一步研究三维正交机织复合材料的力学性能及应用奠定了基础。     

三维机织物单元体结构模型的建立

建立了三维机织物单元体的结构模型。织物的结构模型是通过对织物断面的观察及一些基本假设而建立的。在此基础上计算了三维机织物单元体中的纱线长度、接结纱、经纱取向角及纤维体积分数,并将纤维体积分数的理论计算值与测试结果进行了比较,两者吻合较好,这表明本研究建立的三维机织物结构模型是正确的。     

球形弹体冲击下三维正交机织物结构破坏机制有限元分析

为深入研究抗冲击三维正交机织物的破坏机制,通过有限元建模分析,以三维正交机织物为靶体,在纱线尺度细观结构模型上计算其在不同初始速度球形弹体冲击下的渐进破坏过程。对不同初始速度下球形弹体的速度和加速度变化历程、各纱线系统吸能比例、材料渐进破坏过程以及最终破坏形态等进行分析。结果表明:平直排列的纱线系统在吸收与耗散球形弹体冲击能量的过程中发挥重要作用,可使能量以很快的应力波速扩展到三维正交机织物靶体的大面积区域,并提高吸能效果;球形弹体初始速度为100 m/s时,经、纬、Z纱系统可分别吸收总能量的39.6%、48.37%、12.03%,经、纬纱系统为三维正交机织物靶体抵抗冲击力过程中的主要承力部位;通过增加纱线层数、织物体积及织造密度等可提高三维正交机织物材料的抗冲击性能。     

三维正交整体夹芯机织物的结构设计及织造

以正交结构为基本的三维结构单元,通过改变空心各边的长度和厚度,设计了多种经向截面为六边形的三维整体夹芯机织物结构,并在改造的普通织机上织造成功。在此基础上对试样的结构特点进行对比分析,同时探讨了三维正交夹芯机织物孔形尺寸的影响因素,比较了各种三维整体夹芯机织物试样的结构特点及织造方法。该研究为三维整体夹芯机织物的结构设计提供了参考,设计的多种三维夹芯机织物为蜂窝结构复合材料提供了性能良好的增强体。     

基于结构参数的机织物等效热导率数学建模

通过分析织物内部组织结构,将组织循环内纱线分布按规律分6类,包括交织点纱线重叠区域、经(纬)纱交替穿越区域、经(纬)纱悬浮区域、孔隙区域.通过截面积相等的方式将不规则纱线等效转化为规则的几何体.通过分析组织循环内各区域纱线与空气分布情况,结合复合材料等效热导率串并联模型,建立各微元的等效热导率数值模型.在已建立的模型基...     

纬纱接结的三维正交机织物结构

为了研究正交机织物的实际结构,采用玻璃纤维在剑杆织机上织制了纬纱接结的6层经纱5层纬纱的正交机织物,然后利用VARI工艺与聚酯树脂复合,制成了复合材料板材试样,并在显微镜下观测纱线的形状。研究发现:三维正交机织物的经、纬纱基本呈直线状态,接结纬纱是曲线与直线组合的形状,且形状与在织物中的位置有关,越靠近织物中央,接结纬纱的直线部分越短;接结纬纱使其限定的经纱产生聚集现象,在复合材料中产生贫富树脂区,接结纬纱形状的变化也使织物的结构不均匀。对织造过程的分析表明,造成接结纬纱形状变化的原因是织物形成过程中接结纬纱的滑动,从织物边部到中央,接结纬纱的滑动阻力逐渐增大,接结纬纱的张力也逐渐增大。     

基于数字单元法的三维正交织物微观几何结构建模

为了反映织物内部纱线的空间构型和微观几何结构,针对在织物建模过程中,因忽略纤维间的相互作用而引起的纱线截面形状变化的问题,基于数字单元法理论,提出了一种计算纤维间摩擦力的方法。通过纱线纤维化离散,用数值模拟和仿真方法模拟三维正交织物成型过程,建立了5种精度递进的微观几何结构数值模型。5种模型中的每根纱线分别由4、7、12、19和37根数字纤维表征。研究结果表明:随着纱线纤维化离散程度的提高,仿真时间延长,织物厚度减小,纤维体积分数增大,节点平均作用力下降速度变缓,势能变小;当每根纱线由19根数字纤维组成时,所建织物的微观几何结构数值模型与真实织物样本在显微镜下的内部切片图像较为吻合。     

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.     

五轴向立体机织物的单元体结构分析

分析了斜向纱的排列方式对五轴向立体机织物的结构和Z向纱密度的影响,获得了2种类型的五轴向立体机织物结构:一种结构稀疏,Z向纱密度小;另一种结构紧密,Z向纱密度大。以紧密结构的五轴向立体织物为研究对象,建立了该织物的单元体结构模型,采用解析几何方法,计算了Z向纱的截面形状,根据Wβ/WX、Wβ/WY与cosβ、sinβ的关系,Z向纱的截面形状可呈八边形、六边形和四边形等不同形状。     

三维网眼机织物结构与双向开口机构的设计研究

分析三维网眼机织物的组织结构、模型及织造工艺过程,然后在此基础上设计出新型双向开口机构,重点介绍配有双向开口机构的三维织机的开口工艺,以期为三维网眼机织物的开发提供参考。     

机织土工织物结构参数与渗透性关系探讨

探讨了机织土工织物的织物组织、纱线细度、经纬纱密度等因素对织物渗透性的影响。确定了织物组织结构参数与渗透系数之间的回归关系。通过改变织物的组织结构参数使土工布具有不同的水力学性能,从而满足不同工程的要求。     

连续变厚度三维机织物的组织设计

采用多层接结组织结构,通过逐步对称增加交织层层数、逐步对称改变接结组织结构、逐步增加纬向垫纱数的方法,进行连续变厚度三维机织物的组织设计,并在四剑杆四综眼剑杆织机上进行试织,验证了设计的合理性和可行性。     

三维机织物织边造型工艺设计

为满足市场对不同种类三维机织物的需要,提高多剑杆织机的产品适应性,在分析现有三维机织物造型工艺优缺点的基础上,提出了一种在多剑杆织机上织造三维机织物的新型造型工艺即织边造型工艺。结合新型工艺的需要,对现有多剑杆织机的织边系统和打纬机构的结构进行了改进设计,简单介绍了这种新型工艺的织造过程。通过在小样织机上试织,按照工艺织造出圆形横截面仿形织物。实验结果表明,织边造型工艺应用于复合材料预制件的织造会在一定程度上提高织机对更多织物产品种类的适应性,同时可解决织机因层数限制而不能织造壁厚较大的空心机织物的问题。