一种基于阵列编织大尺寸预制体张力调节方法与流程

文档序号:34443481发布日期:2023-06-13 09:03阅读:95来源:国知局
技术简介:
本发明针对四步法三维编织中纱线循环运动导致的张力不均问题,提出通过设置不同长度的弹性行动记忆线连接纱线与携纱器,依据编织工艺周期性运动规律补偿纱线长度差异,实现张力分层调节与自动化控制,有效提升大尺寸预制体成型质量稳定性。
关键词:张力调节,三维编织

本发明涉及一种基于阵列编织大尺寸预制体张力调节方法,属于复合材料预制体织造领域。


背景技术:

1、三维编织复合材料因其整体性能好、力学性能优异等优点,在航空航天、国防军工、交通运输等领域的应用前景十分广阔。三维编织预制体的整体性能往往会受到其制作方法和工艺的影响。

2、四步法三维编织工艺是三维异型整体编织物制备的关键技术。基于大尺寸预制体的四步法阵列编织,通常需要4万-10万根纱线,生产成本高。在编织过程中,编织纱由携纱器携带着以行和列的形式进行循环交替运动,携纱器每运动四步,则形成了一次编结循环,最终得到所需尺寸的三维整体编织预制体。如此,这些编织纱线并不是原地不动的,而是需要不断经历从内到外、从外到内的循环运动,容易造成编织纱张力不匀,进而导致预制体参数无法均匀控制,对编织工艺的可行性以及预制体最终复合性能都会产生不利影响。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本发明提供一种基于阵列编织大尺寸预制体张力调节方法,解决了四步法编织过程中产生的张力不均匀问题,以满足编织大尺寸预制体成形质量稳定性的要求。

2、本发明的目的在于提供一种基于阵列编织大尺寸预制体张力调节方法,采用不同长度行动记忆线连接编织纱线与携纱器,根据四步法编织过程中纱线及携纱器的周期性运动规律,对处于不同位置的行动记忆线设定不同长度来补偿编织纱线的长度和张力,所述的行动记忆线的长度范围为0.5~4.5m,从而实现预制体编织区域张力的分层调节和自动化调控。

3、在本发明的一种实施方式中,行动记忆线长度由不同位置之间的几何关系得出,即l02+l12=l22,其中,l1为距离编织口最近的行动记忆线长度,为0.5m,l2为其他位置的行动记忆线长度,l0为这两个不同行动记忆线所处位置之间的直线距离。

4、在本发明的一种实施方式中,所述行动记忆线包括氨纶、锦纶或涤纶中的一种或多种弹性纱线。

5、本发明的第二个目的是提供一种预制体的三维编织方法,所述方法具体包括以下步骤:

6、(1)选择不同长度的行动记忆线,将预制体纱线的头端与行动记忆线的一端稳固连接,行动记忆线的另一端固定于携纱器上,所述的行动记忆线的长度范围为0.5~4.5m;

7、(2)携纱器带着预制体编织纱线运动四步后,完成一次编结循环;

8、(3)根据携纱器与编织口的距离,调节行动记忆线的长度;

9、(4)重复步骤(2)和(3),利用四步法完成预制体的三维编织制备。

10、在本发明的一种实施方式中,步骤(1)所述的行动记忆线的长度范围为0.5~4.5m,具体包括依据其与编织口的距离来确定,随着距离由远到近,行动记忆线的长度依次递减,行动记忆线长度由不同位置之间的几何关系得出,即l02+l12=l22,其中,l1为距离编织口最近的行动记忆线长度,为0.5m,l2为其他位置的行动记忆线长度,l0为这两个不同行动记忆线所处位置之间的直线距离。

11、在本发明的一种实施方式中,步骤(1)所述预制体编织纱线包括陶瓷纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等中的至少一种。

12、在本发明的一种实施方式中,步骤(1)所述行动记忆线包括氨纶、锦纶、涤纶等中的至少一种弹性纱线。

13、在本发明的一种实施方式中,步骤(2)所述的四步为四步法的一个循环,具体包括每一步由两组相邻位配置的携纱器相向运动,经过四步运动后,携纱器的排列恢复原位,但每一个携纱器的位置已经改变。

14、在本发明的一种实施方式中,步骤(2)所述的编结循环为编织纱线完成的相互交叉编结,与携纱器的运动规律相同,以四步为一个循环。

15、在本发明的一种实施方式中,步骤(3)所述的调节行动记忆线的长度,具体包括当携纱器运动到编织口附近时,行动记忆线缩短;当携纱器运动到距离编织口更远的位置时,行动记忆线延长。

16、在本发明的一种实施方式中,步骤(4)所述的预制体位于编织区域正上方,为陶瓷纤维预制体、碳纤维预制体、芳纶纤维预制体、超高分子量聚乙烯纤维预制体、混杂纤维预制体等中的一种。

17、本发明的第三个目的是提供一种根据上述方法制备得到的预制体。

18、本发明的第四个目的是提供一种含有上述预制体的产品。

19、本发明的有益效果:

20、(1)本发明依据对应的四步法编织程序中的行动轨迹和规律,加入不同长度的行动记忆线来调节编织纱线张力,从而有效解决了由编织纱线运动导致的张力变化及不均匀等问题,可有效保障编织纱线张力的均匀性,有利于实现张力的分层调节和自动化调控,提高编织预制体成型质量的稳定性;

21、(2)本发明提供的编织张力调节方法可适用于大尺寸预制体的编织成型,具有较好的普适性,适用于工业化实际生产。



技术特征:

1.一种基于阵列编织大尺寸预制体张力调节方法,其特征在于,采用不同长度行动记忆线连接编织纱线与携纱器,根据四步法编织过程中纱线及携纱器的周期性运动规律,对处于不同位置的行动记忆线设定不同长度来补偿编织纱线的长度和张力,所述的行动记忆线的长度范围为0.5~4.5m。

2.根据权利要求1所述的基于阵列编织大尺寸预制体张力调节方法,其特征在于,行动记忆线长度由不同位置之间的几何关系得出,即l02+l12=l22,其中,l1为距离编织口最近的行动记忆线长度,为0.5m,l2为其他位置的行动记忆线长度,l0为这两个不同行动记忆线所处位置之间的直线距离。

3.根据权利要求1或2所述的基于阵列编织大尺寸预制体张力调节方法,其特征在于,所述行动记忆线包括氨纶、锦纶或涤纶中的一种或多种弹性纱线。

4.一种预制体的三维编织方法,其特征在于,所述张力调节方法具体包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述的一种预制体的三维编织方法,其特征在于:行动记忆线长度由不同位置之间的几何关系得出,即l02+l12=l22,其中,l1为距离编织口最近的行动记忆线长度,为0.5m,l2为其他位置的行动记忆线长度,l0为这两个不同行动记忆线所处位置之间的直线距离。

6.根据权利要求4或5所述的一种预制体的三维编织方法,其特征在于:所述预制体编织纱线为陶瓷纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等中的至少一种。

7.根据权利要求4-6任一项所述的一种预制体的三维编织方法,其特征在于:所述行动记忆线为氨纶、锦纶、涤纶等中的至少一种弹性纱线。

8.根据权利要求4-7任一项所述的一种预制体的三维编织方法,其特征在于:步骤(2)所述的四步为四步法的一个循环,具体包括每一步由两组相邻位配置的携纱器相向运动,经过四步运动后,携纱器的排列恢复原位,但每一个携纱器的位置已经改变;所述的编结循环为编织纱线完成的相互交叉编结,与携纱器的运动规律相同,以四步为一个循环。

9.一种根据权利要求4-8任一项所述的方法制备得到的预制体。

10.一种含有权利要求9所述的预制体的产品。


技术总结
本发明公开了一种基于阵列编织大尺寸预制体张力调节方法,属于复合材料预制体织造领域。本发明采用不同长度行动记忆线连接编织纱线与携纱器,根据四步法编织过程中纱线及携纱器的周期性运动规律,对处于不同位置的行动记忆线设定不同长度来补偿编织纱线的长度和张力,所述的行动记忆线的长度范围为0.5~4.5m。从而有效解决了由编织纱线运动导致的张力变化及不均匀等问题,可有效保障编织纱线张力的均匀性,有利于实现张力的分层调节和自动化调控,提高编织预制体成型质量的稳定性。

技术研发人员:宗晟,李茂源,伍立立,缪碧云,周婵颖
受保护的技术使用者:宜兴市新立织造有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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