【摘要】：整體穿刺立體織物是一種結(jié)構(gòu)特殊的碳纖維立體織物,具有良好的整體結(jié)構(gòu)和較高的纖維體積含量,是制作高性能防熱隔熱炭/炭復(fù)合材料的優(yōu)良基材。目前,該織物廣泛的應(yīng)用于航空航天等高新技術(shù)領(lǐng)域。我國整體穿刺技術(shù)己取得重大的技術(shù)突破,但在整體穿刺過程中,存在整體穿刺鋼針針尖與整體穿刺模板接觸損傷整體穿刺鋼針針尖,整體穿刺鋼針針桿出現(xiàn)強(qiáng)度破壞的問題,為提高穿刺鋼針使用壽命有必要進(jìn)行整體穿刺鋼針針尖形態(tài)優(yōu)化研究。本文在對(duì)國內(nèi)外碳纖維立體織物成型裝備及整體穿刺鋼針針尖形態(tài)優(yōu)化研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,開展整體穿刺鋼針針尖形態(tài)優(yōu)化研究,主要研究內(nèi)容如下:對(duì)整體穿刺的工藝過程及正交疊層機(jī)織碳布在各個(gè)穿刺階段纖維的運(yùn)動(dòng)模式、力學(xué)行為進(jìn)行分析,依據(jù)紗線和整體穿刺鋼針相互運(yùn)動(dòng)之間的幾何關(guān)系,建立紗線張力在各個(gè)穿刺階段的力學(xué)模型。針對(duì)整體穿刺鋼針在紗線張力作用下處于壓縮和彎曲的組合變形的受力狀態(tài),為滿足整體穿刺鋼針的強(qiáng)度要求,建立整體穿刺鋼針的許用應(yīng)力和整體穿刺鋼針針尖曲線次數(shù)函數(shù)關(guān)系,依據(jù)該函數(shù)優(yōu)化出整體穿刺鋼針針尖的形態(tài)。使用疊加法分別鋼化整體穿刺鋼針的針尖和針桿,求取整體穿刺鋼針針尖在頂點(diǎn)處的位移。使用圖乘法求取出整體穿刺鋼針針尖在頂點(diǎn)處的位移。為避免整體穿刺鋼針針尖與穿刺模板接觸,建立穿刺鋼針針尖的曲線次數(shù)和總位移限制條件的函數(shù)關(guān)系,依據(jù)該函數(shù)優(yōu)化出整體穿刺鋼針針尖的形態(tài)。使用機(jī)器視覺選擇合理的算法,識(shí)別整體穿刺鋼針針尖的位移參數(shù),使用雙邊濾波去除圖像采集過程中的噪聲。利用機(jī)器視覺提供的位移參數(shù),作為機(jī)器學(xué)習(xí)的訓(xùn)練樣本。通過對(duì)六種算法進(jìn)行評(píng)分預(yù)測,選擇出預(yù)測模型來實(shí)現(xiàn)對(duì)整體穿刺長度的預(yù)測,使用網(wǎng)格搜索方法對(duì)算法加以優(yōu)化�？紤]整體穿刺鋼針針尖磨削加工實(shí)際及降低穿刺鋼針加工成本,進(jìn)一步優(yōu)化整體穿刺鋼針針尖形態(tài)。依據(jù)優(yōu)化后的鋼針針尖模型進(jìn)行整體穿刺鋼針試制加工,并進(jìn)行正交疊層機(jī)織碳布整體穿刺實(shí)驗(yàn)。
【圖文】：

織物整體穿刺工藝分析逡逑刺鋼針按照工藝的要求的距離組成等距密排，組成含厚度方刺鋼針陣列，然后由控布機(jī)器手將機(jī)織碳布按照Ｘ、Ｙ方向在等距密排整體穿刺鋼針陣列的頂端，在穿刺樣機(jī)輸入整刺模板在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)于整體穿刺鋼針針尖發(fā)生布被整體穿刺模板壓至整體穿刺鋼針陣列的低端，在穿刺織碳布的回彈，整體穿刺模板要進(jìn)行加壓密實(shí)用，來增加體織物的體積含量，當(dāng)整體穿刺成型立體織物的穿刺高度滿成為含Ｚ向整體穿刺鋼針陣列立體織物。逡逑根連續(xù)的紗線按照工藝要求的順序，將等距密排系統(tǒng)中整體防止整體穿刺立體織物松散及體積含量降低，在置換時(shí)要含Ｚ向整體穿刺鋼針陣列立體織物中的全部的穿刺鋼針全穿刺立體織物的成型。立體織物整體穿刺工藝示意圖，如圖

第一章緒論．３．２整體穿刺工藝階段劃分逡逑在整體穿刺工藝過程中正交疊層機(jī)織碳布放置在整體穿刺鋼針頂端，隨著穿刺模板的向下位移紗線發(fā)生變形伸長，在此過程中整體穿刺鋼針針尖頂：隨著整體穿刺模板的進(jìn)一步向下位移，正交疊層機(jī)織碳布在整體穿刺模用下紗線繞過整體穿刺鋼針針尖，在此過程中紗線發(fā)生繞針彎曲：隨著整模板進(jìn)一步的向下位移正交疊層機(jī)織碳布被推至針桿部分，，在此過程中紗至針桿段，整體穿刺過程示意圖，如圖１－２所示。因此，整體穿刺的工藝過劃分為：頂壓碳布階段、繞針彎曲階段、壓至針桿段。逡逑
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.41;TS104

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本文編號(hào)：2623192