發(fā)布時(shí)間：2020-07-29 17:53

【摘要】：三維編織復(fù)合材料是一種全新的復(fù)合材料,同時(shí)由于其獨(dú)有的特性,較廣泛地應(yīng)用于軍事、航空航天、民用以及醫(yī)療領(lǐng)域。利用三維編織預(yù)制體增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí),因其具有纖維多向取向,立體編織等特性,使得復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能得到更好發(fā)揮,因此受到大量科研工作者的重視。目前,對于這種三維編織復(fù)合材料而言,變截面和變徑預(yù)制體的制備是三維編織技術(shù)中的瓶頸之一,因而限制了其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。在已有的三維編織設(shè)備中,較為突出的問題是編織設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,需要大量人工進(jìn)行輔助編織,這樣不單降低了效率同時(shí)還增加了人工成本,鑒于此,對于主動(dòng)三維編織攜紗器的研究就有明顯的意義。本文利用已發(fā)展成熟的增減紗工藝并結(jié)合當(dāng)前增減紗技術(shù),研制出一種可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)增減紗的攜紗器,從而準(zhǔn)確高效地完成預(yù)制體的編織工作。本論文基于三維編織技術(shù),論述了實(shí)現(xiàn)可變徑預(yù)制體的編織方法,并通過對不同編織工藝對比分析,提出了可以實(shí)現(xiàn)增減紗的主動(dòng)攜紗器的設(shè)計(jì)方案:一個(gè)攜紗器帶有多根紗線,通過化學(xué)粘合的方式來完成增紗的過程,進(jìn)而改變編織紗線束的數(shù)目,從而達(dá)到這種變截面和變徑織物的編織目的。本文基于Creo三維設(shè)計(jì)軟件平臺完成攜紗器各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與裝配工作,其中,該主動(dòng)攜紗器主要包括儲(chǔ)紗和增減紗部分。并利用該軟件的相關(guān)模塊對所設(shè)計(jì)的零部件進(jìn)行虛擬裝配,驗(yàn)證各零部件之間是否存在干涉,從而為后續(xù)攜紗器樣機(jī)的加工及其裝配奠定了理論基礎(chǔ)。針對該主動(dòng)攜紗器的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增減紗的工作要求,本文對化學(xué)粘合劑的選用及其特性對比進(jìn)行了論述,同時(shí)對化學(xué)粘結(jié)的可靠性進(jìn)行了計(jì)算和分析,其中包括對主副紗線粘結(jié)效果的計(jì)算檢驗(yàn)和增紗裝置的強(qiáng)度進(jìn)行了分析驗(yàn)證,并得到攜紗器的設(shè)計(jì)可以滿足設(shè)計(jì)需要結(jié)論,從而為后續(xù)的設(shè)計(jì)工作夯實(shí)了基礎(chǔ)。論文最后利用ANSYS分析軟件對攜紗器增減紗裝置中的重要零部件進(jìn)行了靜力學(xué)分析,在驗(yàn)證其工作的可靠性同時(shí)并對其參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)而得到更為合理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),從而為后續(xù)的加工和分析奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB33;TS104
【圖文】：

緒論發(fā)展具有里程碑式的意義。還有由 Albany 公司研發(fā)的角輪式圓形編織機(jī)，Herzo公司設(shè)計(jì)研發(fā)的三維實(shí)體編織機(jī)以及由天津工業(yè)大學(xué)于 1994 研制出的編織方形預(yù)制件的三維編織機(jī)，這臺編織機(jī)也代表了目前國內(nèi)三維編織機(jī)的最高水準(zhǔn)，其中Herzog 公司研制出的三維編織機(jī)編織復(fù)雜截面形狀的原理是利用增加軸向紗，同時(shí)調(diào)整編織紗來達(dá)到改變編織物幾何形狀的目的[13]。1.2.2 三維編織工藝的研究現(xiàn)狀分析自上個(gè)世紀(jì)六十年代以來，三維編織技術(shù)不斷發(fā)展，提出了多種三維編織的思路，而且在編織工藝上迄今為止仍在不斷探索之中，其中四步法編織和二步法編織則是主流的形式，其應(yīng)用也最為廣泛，而且當(dāng)下市場中利用二步法和四步法編織成的三維預(yù)制體的截面形狀主要為圓形、方形以及異形，如圖 1-1 所示[14]。

第三步 第四步圖 1-2 矩形橫截面四步法（1×1）編織示意圖四步法編織矩形橫截面工藝中攜紗器的運(yùn)動(dòng)如圖 1-2 所示，而所謂四步法織紗完成編織的一個(gè)循環(huán)包括四步，第一步，奇數(shù)行和偶數(shù)行分別向左和向右一個(gè)紗線位置，第二步則是奇數(shù)列和偶數(shù)列分別向下和向上運(yùn)動(dòng)，同樣也是一線位置，第三步、第四步分別于第一步、第二步的運(yùn)動(dòng)方向相反，由此，編織著縱橫兩個(gè)方向往復(fù)移動(dòng)，不斷重復(fù)這個(gè)四步循環(huán)即可完成編織。ii 矩形組合（工字梁）截面編織物 由上述矩形截面四步法編織工藝可以這樣一條重要的原則：經(jīng)過這四步運(yùn)動(dòng)，全部紗線都應(yīng)移動(dòng)到原先有一根紗線的位置。因此簡單地以普通矩形橫截面排列基本陣列并按照矩形截面編織工藝則無法完成編織工作，所以為了能夠滿足編織復(fù)雜橫截面的需求，則需要新的技術(shù)，因而混合式樣法和通用法應(yīng)運(yùn)而生。a. 混合式樣法 在同一個(gè)復(fù)雜橫截面內(nèi)同時(shí)采用多種編織式樣，經(jīng)過一個(gè)循環(huán)后可滿足編織式樣的重要原則，完成編織，其運(yùn)動(dòng)原理如圖 1-3 所示。

第二步 第三步圖 1-3 混合式樣法（3×1、1×3）編織工字型織物示意圖b. 通用法 在編織工藝中僅采用一種編織式樣，但是將復(fù)雜的橫截面進(jìn)割，然后分組地進(jìn)行編織。首先根據(jù)所需橫截面形狀進(jìn)行排列，圖 1-4 展示型界面的編織工藝原理。a b

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2774306