紡織（纖維增強）復合材料在工業(yè)領域中的大規(guī)模應用源于高性能纖維的出現(xiàn)。為了充分發(fā)揮高性能纖維在復合材料領域的增強作用,通常是用立體織造的方法將高性能纖維制備成立體預制件（3D preform）。纖維立體預制件織造工藝有立體編織（3D braiding）、立體機織（3D weaving）和立體針織（3D knitting）三類,其中立體編織預制件的綜合性能最為突出。立體編織預制件的加工工藝從旋轉(zhuǎn)式編織、行列式編織發(fā)展到近年出現(xiàn)的六角形編織,并由此衍生出一系列的編織機械。六角形編織在帶紗數(shù)量上較其他編織工藝有明顯優(yōu)勢,對于編織高紗線交織率的立體編織物具有很大潛力,由于六角形編織理論和技術提出時間不長,六角形編織立體織物及其加工方法尚未得到深入研究。本文從六角形編織立體織物的成形原理為切入點,對編織過程中攜紗器的運動特征、紗線交織方式、圓截面六角形編織物的幾何結(jié)構建模與優(yōu)化、含增材式六角形編織立體織物的復合材料制備、六角形編織機的搭建與織物試織進行研究,闡釋了六角形編織工藝與編織物結(jié)構特征、編織機控制方法、增材式復合材料成形工藝和試樣性能,探究了六角形編織物成形的新工藝。具體研究工作如下:從... 

【文章來源】：東華大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：164 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 纖維增強復合材料的成型方法
        1.1.1 纖維預浸料鋪層模壓成型
        1.1.2 樹脂傳遞塑模
        1.1.3 增材成型方法
    1.2 纖維預成型體立體編織工藝
        1.2.1 行列式立體編織工藝與機械
        1.2.2 旋轉(zhuǎn)式立體編織工藝與機械
        1.2.3 六角形立體編織工藝與機械
    1.3 本課題研究內(nèi)容
第2章 六角形編織立體織物的成形工藝研究
    2.1 六角形編織的原理
    2.2 角輪形狀的設計與紗線交織方式
        2.2.1 二維編織機撥盤槽數(shù)與撥盤組合分析
        2.2.2 角輪凹口數(shù)目的設計
        2.2.3 四角角輪與六角角輪可帶攜紗器的數(shù)量關系分析
    2.3 六角形角輪與攜紗器的運動學分析
    2.4 六角形編織虛擬樣機構建與攜紗器運動仿真
        2.4.1 六角形編織機的機械結(jié)構與數(shù)字建模
        2.4.2 攜紗器的ADAMS運動學仿真
    2.5 六角形編織的“二步法”工藝設計
    2.6 本章小結(jié)
第3章 圓截面六角形編織立體織物幾何模型的構建
    3.1 編織物結(jié)構的描述方法
    3.2 六角形編織機底盤的坐標化
    3.3 圓截面六角形編織物的織造工藝設計
        3.3.1 六角形角輪的旋轉(zhuǎn)時序
        3.3.2 攜紗器的運動路徑分析
    3.4 圓截面六角形編織立體織物結(jié)構仿真
        3.4.1 紗線空間軌跡的繪制方法
        3.4.2 編織物的特征矩陣與矩陣變換
        3.4.3 紗線軌跡的B-spline曲線擬合
        3.4.4 圓截面六角形編織立體織物結(jié)構的坐標變換
        3.4.5 不同尺寸的圓截面六角形編織立體織物模型
    3.5 圓截面六角形編織立體織物的纖維體積分數(shù)計算
        3.5.1 纖維體積分數(shù)的計算方法
        3.5.2 面積比計算纖維體積分數(shù)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 六角形編織結(jié)構復合材料的增材制備及其力學性能測試
    4.1 增材成形技術在紡織材料領域的應用
    4.2 基于增材成形的六角形編織立體織物模型
    4.3 立體編織結(jié)構復合材料的增材制備
        4.3.1 雙噴頭材料沉積法
        4.3.2 樹脂復合法
        4.3.3 含增材增強體復合材料試樣壓縮性能分析
        4.3.4 含增材式增強體的復合材料界面表征
    4.4 含增材式六角形編織結(jié)構增強體復合材料力學性能分析
        4.4.1 含增材式六角形編織結(jié)構增強體復合材料試樣的制備
        4.4.2 壓縮力學性能測試
        4.4.3 含增材式六角形編織結(jié)構增強體復合材料界面表征
    4.5 本章小結(jié)
第5章 六角形編織機的搭建與立體織物的織造
    5.1 六角形編織機的總體設計
    5.2 六角形編織機的機械結(jié)構設計
        5.2.1 六角形編織機的驅(qū)動與傳動機構
        5.2.2 角輪與攜紗器的加工與裝配
        5.2.3 攜紗器受力分析與驅(qū)動電機選型
    5.3 六角形編織機控制系統(tǒng)設計
        5.3.1 步進電機的控制與驅(qū)動硬件設計
        5.3.2 六角形編織機控制程序設計
    5.4 圓截面六角形編織立體織物的織造
        5.4.1 織造上機準備
        5.4.2 織造過程分析
        5.4.3 織物后處理與結(jié)構特征分析
    5.5 圓截面六角形編織立體織物的拉伸性能測試
        5.5.1 立體織物試樣準備
        5.5.2 立體織物拉伸性能測試
        5.5.3 實驗結(jié)果分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 主要工作
    6.2 課題創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
附錄
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2901215