一種內(nèi)部分拆合并紗束的層連織物整體編織方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種內(nèi)部分拆合并紗束的層連織物整體編織方法，在層連織物整體編織過程中，一標準循環(huán)結(jié)束后，其編織系統(tǒng)中的紗束部分或者全部進行細度的重新組合。本發(fā)明專利技術(shù)在傳統(tǒng)的2.5D編織工藝和三維編織四步法工藝的基礎(chǔ)上，通過內(nèi)部分拆、合并紗束的變化，來實現(xiàn)變截面、密度均勻的整體編織；本方法具有極高的可設(shè)計性，因此可保證層連織物的連續(xù)性和結(jié)構(gòu)完整性；可避免或減少復合后機械加工造成的嚴重紗束損傷，從而提高復合材料的力學性能；本發(fā)明專利技術(shù)所述的方法根據(jù)紗錠的移動規(guī)律設(shè)計編織紗束的排布，通過分拆、合并等編織，其方法操作簡單，適應(yīng)性廣，即適用于不同結(jié)構(gòu)的編織，又可適用于不同形狀的編織。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種復合材料預(yù)制體的層連編織方法，具體是一種高性能復合材料層連織物的內(nèi)部分拆合并紗束的層連織物整體編織方法，屬于織物領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
紡織復合材料是纖維增強復合材料的一種高級形式，它是由增強纖維通過紡織加工方法獲得二維或三維形式的紡織增強結(jié)構(gòu)，再與基體材料復合而成。隨著航空和航天業(yè)的發(fā)展促進了紡織復合材料的研究，使紡織技術(shù)在先進材料領(lǐng)域的應(yīng)用潛能逐漸被挖掘出來。通過紡織的方法，將纖維紗束按照一定的交織規(guī)律加工成二維或三維形式的紡織結(jié)構(gòu)，使之成為柔性的、具有一定外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的纖維集合體，稱之為層連織物。目前，三維編織主要有以下幾種：1、以四步法成型的三維編織，其內(nèi)部所有紗線在四個方向上傾斜，且所有四個方向與織物成型軸線的夾角都相等。2、以兩步法成型的三維編織，其內(nèi)部紗線以軸向紗為排列基準，運動紗線從兩個相反的方向以一定的規(guī)律繞在軸紗上，捆緊軸紗，形成織物。3、2.5D編織物其經(jīng)向和緯向紗線在織物內(nèi)部保持相互垂直。以上各類結(jié)構(gòu)的編織雖然代表了該領(lǐng)域的主流，應(yīng)用較廣，現(xiàn)今新型飛行器采用了全新結(jié)構(gòu)體系，對材料提出了更高的新要求，新材料有以下幾點要求：①防熱承力結(jié)構(gòu)功能一體化；②局部特殊承力要求；③復雜外形；④整體編織成型；⑤高性能纖維編織；⑥復合工藝的適應(yīng)性。針對復合材料的新要求，通過成型工藝的基礎(chǔ)性研究，解決織物內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析、編織工藝參數(shù)設(shè)計、復雜外形構(gòu)件編織控制技術(shù)，將為新型飛行器的復合材料用層連織物的研究和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了使層連織物的制備技術(shù)能更好的滿足新材料的高要求，本專利技術(shù)提供一種內(nèi)部分拆、合并紗束的層連織物的編織方法，該制備方法可以實現(xiàn)沿長度方向橫截面寬度厚度變化的異形復合材料層連整體編織制造，同時也可實現(xiàn)橫截面的不同區(qū)域分別用不同細度的紗束進行編織的層連整體編織制造，其方法簡單，適用性廣。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案如下：一種內(nèi)部分拆合并紗束的層連織物整體編織方法，在層連織物整體編織過程中，一標準循環(huán)結(jié)束后，其編織系統(tǒng)中的紗束部分或者全部進行細度的重新組合。上述方法即以一個端面為基準，根據(jù)截面尺寸變化和編織紗束運動規(guī)律，設(shè)計改變紗錠的數(shù)量及其排布狀況。所述編織紗束運動規(guī)律，是指在連續(xù)編織過程中編織紗在機器底盤上所處位置的變化規(guī)律，不同結(jié)構(gòu)其變化規(guī)律不一樣，本專利技術(shù)不改變編織紗束的運動規(guī)律。本專利技術(shù)方法可利用各種不同高性能纖維成型多種型面的三維織物，如層聯(lián)結(jié)構(gòu)變寬度板塊狀織物、三維四向多層圓管狀織物等。本專利技術(shù)方法所述的內(nèi)部分拆紗束，是指在連續(xù)編織的過程中，某一編織循環(huán)完成時，按需求將一列(多列)中每個紗錠上的多股紗束分拆到兩個(多個)紗錠上，這種分拆可為等比例分拆也可為不等比例分拆。這種分拆可在其原有紗錠內(nèi)部進行，將分拆出來的紗束合并到相鄰紗錠上，原紗錠總數(shù)不變，可達到同一塊織物中出現(xiàn)不同細度的兩部分組成；也可將分拆出來的紗線掛入補充進來的紗錠上，使紗錠的數(shù)量增加，增加的紗錠根據(jù)截面尺寸變化和編織紗束運動規(guī)律進行排布，參加到下一個循環(huán)的編織中。本專利技術(shù)方法所述的內(nèi)部合并紗束，是指在連續(xù)編織的過程中，某一編織循環(huán)完成時，將兩個(多個)紗錠上的單股(多股)紗束合并到一個紗錠上，使合并紗錠上的紗束變粗。細度的重新組合的方法為：將兩個以上紗錠上的紗束合并到一個紗錠上進行編織，或者將一個紗錠上的多股紗束拆分到兩個以上的紗錠上進行編織。這種由多股紗束拆分成單股紗束進行編織或者由單股紗束合并成多股紗束進行編織的層連織物制備方法，能進一步降低紗束改變對層連織物的整體性造成的缺陷，且可達到改變層連織物局部形狀和局部細度的目的，拆分(合并)紗束數(shù)量的配比和拆分(合并)后的排布位置，可根據(jù)織物的漸變形狀計算得到，具體計算方法參照現(xiàn)有技術(shù)。采用上述方法，可利用各種不同高性能纖維成型多種型面不同結(jié)構(gòu)的層連織物，如層聯(lián)結(jié)構(gòu)變寬度板塊狀和三維四向多層圓管狀層連織物等。為了在編織過程中實現(xiàn)織物形狀的漸變，將分拆或合并后的紗束中補入或減掉不同股數(shù)的紗束，實現(xiàn)在原有織物中的預(yù)加紗束或減紗束操作。為了保證所得織物的完整性，補入紗束采用全連接加紗方法。為了方便操作，同時保證所得織物的完整性，全連接加紗方法為將一根紗束的兩端分別補入相鄰的兩個紗錠上。這樣加紗點不存在斷的紗束，這種加紗方式很好的保持了層連織物的連續(xù)性和結(jié)構(gòu)的完整性，在織物表面特別是變化處的紗束更具備連續(xù)性好，整體性高的特點，織物是一次性連續(xù)制造完成，從而使用該層連織物的復合材料具有整體性好，損傷容限高，耐沖擊，抗分層和抗疲勞等優(yōu)良性能。為了保證織物編織的方便性和結(jié)構(gòu)的完整性，將一個紗錠上的多股紗束拆分到兩個以上的紗錠上，其中，兩個以上的的紗錠為原有的紗錠或補充進來的紗錠或原有的紗錠和補充進來的紗錠的結(jié)合。為了進一步保證所得織物的各項同性和可加工性能，內(nèi)部分拆合并紗束的層連織物整體編織方法，采用2.5D編織結(jié)構(gòu)或三維四步法編織結(jié)構(gòu)。為了保證所得織物的各項同性，三維四步法包含三維四向、三維五向、三維六向和三維七向等三維多向整體編織工藝，根據(jù)需要，上述三維多向整體編織工藝也適用于三維七向以上的編織結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)方法所述的三維四步法編織結(jié)構(gòu)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)成型方式，內(nèi)部紗束可分為動紗系統(tǒng)和不動紗系統(tǒng)兩部分。動紗系統(tǒng)為編織紗束，不動紗系統(tǒng)包括第五向紗束(軸紗)、第六向紗束(緯紗)和第七向紗束(法向紗)等。不動紗系統(tǒng)可根據(jù)層連織物的設(shè)計加入，以提高某一方向的力學性能，這樣可分別形成三維四向、三維五向、三維六向或三維七向編織結(jié)構(gòu)。采用本專利技術(shù)制備方法制造的層連織物可解決織物局部特殊承力要求、復雜外形、整體編織成型等技術(shù)難題，制備的層連織物整體性好，機械力學性能大為改善，從而可提高復合材料的整體力學性能。本專利技術(shù)未提及的技術(shù)均參照現(xiàn)有技術(shù)。本專利技術(shù)在傳統(tǒng)的2.5D編織工藝和三維編織四步法工藝的基礎(chǔ)上，通過內(nèi)部分拆、合并紗束的變化，來實現(xiàn)變截面、密度均勻的整體編織；本方法具有極高的可設(shè)計性，因此可保證層連織物的連續(xù)性和結(jié)構(gòu)完整性；可避免或減少復合后機械加工造成的嚴重紗束損傷，從而提高復合材料的力學性能，實現(xiàn)了防熱承力結(jié)構(gòu)功能一體化，可以滿足局部特殊承力要求；本專利技術(shù)所述的方法根據(jù)紗錠的移動規(guī)律設(shè)計編織紗束的排布，通過分拆、合并等編織，其方法操作簡單，適應(yīng)性廣，即適用于不同結(jié)構(gòu)的編織，如2.5D編織結(jié)構(gòu)三維編織四步法結(jié)構(gòu)，又可適用于不同形狀的編織，如矩形、圓形等。附圖說明圖1為本專利技術(shù)實本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種內(nèi)部分拆合并紗束的層連織物整體編織方法，其特征在于：在層連織物整體編織過程中，一標準循環(huán)結(jié)束后，其編織系統(tǒng)中的紗束部分或者全部進行細度的重新組合。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種內(nèi)部分拆合并紗束的層連織物整體編織方法，其特征在于：在層連織物整體
編織過程中，一標準循環(huán)結(jié)束后，其編織系統(tǒng)中的紗束部分或者全部進行細度的重新組合。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)部分拆合并紗束的層連織物整體編織方法，其特征在于：
細度的重新組合的方法為：將兩個以上紗錠上的紗束合并到一個紗錠上進行編織，或者將
一個紗錠上的多股紗束拆分到兩個以上的紗錠上進行編織。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)部分拆合并紗束的層連織物整體編織方法，其特征在于：
將分拆或合并后的紗束中補入或減掉不同股數(shù)的紗束，實現(xiàn)在原有織物中的預(yù)加紗束或減
紗束操作。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)部分拆合并紗束的層連織物整體編織方法，其特征在于：
補入紗束采用全連接加紗方法。
5.如權(quán)利...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱建勛，湯丹芬，張立泉，趙敬，郭洪偉，
申請(專利權(quán))人：中材科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32