復(fù)合材料旋轉(zhuǎn)法三維編織成型及其實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究.pdf

1、三維編織復(fù)合材料由于具有空間網(wǎng)狀的整體結(jié)構(gòu)，因此其除具有傳統(tǒng)復(fù)合材料高比強(qiáng)度、高比模量等優(yōu)點(diǎn)之外，還具有良好的抗沖擊特性、更高的損傷容限和能量吸收率，在航空航天領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。該材料在國(guó)外已經(jīng)得到較廣泛的應(yīng)用，近幾年，我國(guó)航空航天領(lǐng)域已出現(xiàn)三維編織復(fù)合材料的應(yīng)用，但應(yīng)用范圍較窄，且織物結(jié)構(gòu)單一，設(shè)備自動(dòng)化程度低，編織效率低。
　　本文針對(duì)錐套類零件的三維編織成型，從織物結(jié)構(gòu)和編織效率的角度出發(fā)，通過對(duì)比分析目前常用的幾種編

2、織工藝，確定了旋轉(zhuǎn)法三維編織的工藝方案。并對(duì)旋轉(zhuǎn)法三維編織設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與分析，得到了一種攜紗器數(shù)目多，軌跡變化能力強(qiáng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
　　通過建立底盤部件排布的數(shù)學(xué)模型，研究角輪式編織機(jī)底盤運(yùn)動(dòng)部件的位置關(guān)系，給出攜紗器軌跡的決定因素、數(shù)學(xué)表示與算法。通過分析織物的成型過程，得到紗線在本文設(shè)計(jì)方案中的交織條件，建立攜紗器軌跡與織物結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系。此外，應(yīng)用控制體積單元法對(duì)特定排布及運(yùn)動(dòng)規(guī)律下的織物結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，建立織

3、物結(jié)構(gòu)參數(shù)之間以及織物尺寸與工藝參數(shù)之間的關(guān)系。并在單胞模型的基礎(chǔ)上分析織物的結(jié)構(gòu)組成，探討織物尺寸的影響因素和錐套類織物的三維編織成型工藝。
　　針對(duì)錐套類織物，應(yīng)用所提出的軌跡算法與單胞模型計(jì)算紗線軸線在編織運(yùn)動(dòng)中的空間位置，得到其軸線在織物中的特征點(diǎn)。為更好的逼近紗線的自然彎曲狀態(tài)，以各特征點(diǎn)為樣條曲線的控制點(diǎn)進(jìn)行擬合，并將得到的三次B樣條曲線坐標(biāo)點(diǎn)導(dǎo)入三維建模軟件，實(shí)現(xiàn)三維編織實(shí)體的織物結(jié)構(gòu)仿真。
　　根據(jù)所設(shè)計(jì)的三