变截面三维编织预型件论文答辩

1、变截面三维编织预型件的净形制备与细观结构答 辩 人：*专 业：纺织工程指导老师：* 河北科技织学院大学纺河北科技织学院大学纺2010级本科毕业生论文答辩级本科毕业生论文答辩 引言引言减纱变截面预型件的净形编织工艺减纱变截面预型件的净形编织工艺减纱变截面预型件细观结构的试验观察减纱变截面预型件细观结构的试验观察减纱变截面预型件细观结构的理论建模减纱变截面预型件细观结构的理论建模结论结论Page 22543目目 录录1Page 31.1.引言引言1.1 1.1 研究背景与意义研究背景与意义1.2 1.2 国内外研究现状国内外研究现状11.1.3 3 本文研究目标与方法本文研究目标与方法1.1研究背

2、景与意义 层合复合材料与三维编织复合材料的结构对比1.1 研究意背景与意义研究意背景与意义 (a) 层合复合材料层合复合材料 (b) 三维编织复合材料三维编织复合材料Page 4Page 51.1 1.1 研究背景与意义研究背景与意义三维编织复合材料的应用三维编织复合材料的应用（a）航空航天领域）航空航天领域（b）汽车工业领域）汽车工业领域Page 61.1 1.1 研究背景与意义研究背景与意义三维编织复合材料的应用三维编织复合材料的应用（c）生物医学领域）生物医学领域（d）运动器材领域）运动器材领域Page 71.21.2 研究内容与方法研究内容与方法研究内容与方法研究内容与方法（1）分析变

3、截面预型件减纱净形编织的基本原）分析变截面预型件减纱净形编织的基本原 理，定义出表面减纱单元和内部减纱单元，理，定义出表面减纱单元和内部减纱单元， 并给出减纱单元数量应满足的条件。并给出减纱单元数量应满足的条件。（2）介绍减纱工艺的操作步骤。）介绍减纱工艺的操作步骤。（3）试验观察变截面预型件在减纱截面附近的特）试验观察变截面预型件在减纱截面附近的特 殊细观结构。殊细观结构。 （4）采用控制体积方法，建立表面减纱单元控制采用控制体积方法，建立表面减纱单元控制 体积和内部减纱单元控制体积中的纱线交织体积和内部减纱单元控制体积中的纱线交织 模型，探讨减纱工艺对纱线交织点数量及位模型，探讨减纱工艺对

4、纱线交织点数量及位 置的影响。置的影响。Page 82.2.减纱原理及方法减纱原理及方法2.1 2.1 减纱变截面预型件净形编织原理减纱变截面预型件净形编织原理2.2.3 3 减纱操作方法减纱操作方法22.2 2.2 减纱变截面预型件的编织工艺减纱变截面预型件的编织工艺2.2.4 4 净形编织实例净形编织实例Page 92.1 2.1 减纱变截面预型件净形编织原理减纱变截面预型件净形编织原理四步法四步法1 11 1方型编织的工艺过程方型编织的工艺过程初始阵列初始阵列第一步第一步第二步第二步第三步第三步第四步第四步Page 102.1 2.1 减纱变截面预型件净形编织原理减纱变截面预型件净形编织

5、原理三维编织预制件的表面形态示意图三维编织预制件的表面形态示意图“h h”为花节长度，表为花节长度，表 示在一个机器循环中示在一个机器循环中 获得的预成形件长度获得的预成形件长度“”为表面编织角，为表面编织角， 定义为预制件表面定义为预制件表面 纱线与编织成形方向纱线与编织成形方向 之间的夹角之间的夹角Page 112.1 2.1 减纱变截面预型件净形编织原理减纱变截面预型件净形编织原理所有的奇数行具有同一种运动规律，所有的偶数行呈现出另外一种所有的奇数行具有同一种运动规律，所有的偶数行呈现出另外一种运动规律；因此，能够被减掉的最小结构单元应该包含两行两列，运动规律；因此，能够被减掉的最小结构

6、单元应该包含两行两列，我们称该能够被减掉的最小结构单元为减纱单元。减纱单元又进一我们称该能够被减掉的最小结构单元为减纱单元。减纱单元又进一步地划分为表面减纱单元和内部减纱单元两种步地划分为表面减纱单元和内部减纱单元两种 。Page 122.2 2.2 减纱变截面预型件的编织工艺减纱变截面预型件的编织工艺缩减宽度缩减宽度整列减纱Page 132.2 2.2 减纱变截面预型件的编织工艺减纱变截面预型件的编织工艺缩减宽度缩减宽度行单元减纱Page 142.2 2.2 减纱变截面预型件的编织工艺减纱变截面预型件的编织工艺缩减厚度缩减厚度整行减纱整行减纱Page 152.2 2.2 减纱变截面预型件的编

7、织工艺减纱变截面预型件的编织工艺缩减宽度缩减宽度列单元减纱列单元减纱Page 162.3 2.3 减纱操作方法减纱操作方法减纱操作方法减纱操作方法（1）排列初始（2）开始编织（3）减纱操作：将减纱单元内的纱线从其所在的携纱 器上取下，并在预型件的自由头端处将该纱线剪断。（4）移纱操作：减宽时，将减纱单元中的纱线沿行方向 向内平移。减厚时，将减纱单元中的纱线沿列方向 向内平移（5）继续编织Page 172.4 2.4 净形编织实例净形编织实例三维编织等壁厚棱锥套立体图编 织 纱：T700 12K碳 纤维 编织工艺：三次整行和 整列减纱Page 182.4 2.4 净形编织实例净形编织实例三维编织

8、等壁厚棱锥套实物图编织沿长度方向截面积逐渐减小的棱锥套预制件，进行三次整列减纱操作，三个减纱截面等间距分布，棱锥套表面无明显的纱线断头与孔洞，外观呈梯形渐变过渡，截面收缩均匀，满足变截面异形预制件的整体成型。第一次减纱第二次减纱第三次减纱Page 193.3.减纱变截面预型件细观结构的试验观察减纱变截面预型件细观结构的试验观察 3.13.1减纱变截面预型件的编织减纱变截面预型件的编织3.23.2减纱变截面预型件外观形态观察减纱变截面预型件外观形态观察3Page 203.13.1减纱变截面预型件的编织减纱变截面预型件的编织编织工艺：三维四步法编织工艺：三维四步法1 11 1方型编织方型编织编织纱

9、：编织纱：T700 12KT700 12K碳纤维（日本东丽）碳纤维（日本东丽）编织阵列：初始编织阵列：初始121220 20 减纱后：减纱后：12121616Page 213.3.2 2 减纱变截面预型件的细观结构减纱变截面预型件的细观结构细观结构细观结构（a）整体形体预型件表面没有出现明显的纱线断头、孔洞等结构缺陷，截面宽度的收缩较平滑均匀，预型件在变截面区域呈现出梯形过渡形状。Page 223.3.2 2 减纱变截面预型件的细观结构减纱变截面预型件的细观结构细观结构细观结构（b）变截面区域减纱截面附近，预型件表面出现了较长的纱线交织纹路，纱线编织角也有所改变，截面缩减区域基本在减纱后四个花

10、节的范围内。减纱后，所有纱线又恢复为常规的四步法编织，预型件又具有与矩形等截面预型件完全相同的细观结构 Page 234.4.变截面三维编织预型件细观结构理论建模变截面三维编织预型件细观结构理论建模4.14.1控制体积模型的构建控制体积模型的构建4.24.2减纱对纱线交织规律的影响减纱对纱线交织规律的影响4Page 244.14.1控制体积模型的构建控制体积模型的构建表面控制体积内的纱线交织情况表面控制体积内的纱线交织情况减纱减纱不减纱不减纱Page 254.14.1控制体积模型的构建控制体积模型的构建内部控制体积内的纱线交织情况内部控制体积内的纱线交织情况减纱减纱不减纱不减纱Page 264.4.2 2 减纱对纱线交织规律的影响减纱对纱线交织规律的影响减纱减纱不减纱不减纱图中列向与行向的数字分别代表纱线所处的行位置与列位置，表示被减纱线，表示其他未被减纱线，*与+分别表示纱线经两步及四步运动后形成的交织点 Page 274.4.2 2 减纱对纱线交织规律的影减纱对纱线交织规律的影响响减纱单元被减掉后，处在其左右两侧的两个交织点之间的距离增大，因此，减纱单元附近容易形成空隙、孔洞等结构缺陷，每减掉一个减纱单元，交织点的数量相应减少一个，且纱线运动两步形成的交织点向