畢業(yè)論文衛(wèi)星金屬網(wǎng)狀天線的開發(fā)與制作

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　目 錄1</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 引言1</b></p><p>　　1.2 衛(wèi)星網(wǎng)狀天線的性能要求及

2、發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2.1 衛(wèi)星網(wǎng)狀天線的性能要求1</p><p>　　1.2.2 衛(wèi)星網(wǎng)狀天線的發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 本課題的研究目的和方法3</p><p>　　2 經(jīng)編網(wǎng)織物的結(jié)構(gòu)設(shè)計及生產(chǎn)流程4</p><p>　　2.1 金屬原料選擇及改進4</p>

3、;<p>　　2.1.1 金屬原料選擇4</p><p>　　2.1.2 試驗鉬絲的改進4</p><p>　　2.2 組織結(jié)構(gòu)設(shè)計5</p><p>　　2.2.1 經(jīng)編網(wǎng)眼組織設(shè)計6</p><p>　　2.2.2 經(jīng)編網(wǎng)眼參數(shù)設(shè)計7</p><p>　　2.3 并線的加工8</p&

4、gt;<p>　　2.3.1 并線原因8</p><p>　　2.3.2 并線機器選擇9</p><p>　　2.3.3 并線工藝10</p><p><b>　　2.4 整經(jīng)10</b></p><p>　　2.4.1 整經(jīng)的重要性10</p><p>　　2.4.2 整

5、經(jīng)機的優(yōu)化設(shè)計11</p><p>　　2.4.3 筒子架的優(yōu)化設(shè)計12</p><p><b>　　2.5 編織14</b></p><p>　　2.5.1 經(jīng)編機及送經(jīng)機構(gòu)的選擇14</p><p>　　2.5.2 經(jīng)編機設(shè)備的優(yōu)化改進15</p><p>　　2.5.3 編織工藝

6、16</p><p>　　2.6 超聲波整理18</p><p>　　2.6.1 整理目的和方法18</p><p>　　2.6.2 超聲波清洗的原理和特點18</p><p>　　3 鉬絲金屬網(wǎng)的性能分析20</p><p>　　3.1 鉬絲金屬網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格20</p><p>　

7、　3.2 鉬絲金屬網(wǎng)的平方米克重20</p><p>　　3.3 鉬絲金屬網(wǎng)的實際網(wǎng)眼密度22</p><p>　　3.4 鉬絲金屬網(wǎng)的拉伸斷裂性能24</p><p>　　3.4.1金屬網(wǎng)負(fù)荷與伸長曲線研究25</p><p>　　3.4.2 金屬網(wǎng)橫向和縱向拉伸斷裂性能比較27</p><p><b

8、>　　4 結(jié)論29</b></p><p><b>　　參考文獻32</b></p><p><b>　　附錄34</b></p><p><b>　　致謝40</b></p><p><b>　　譯文及原文41</b><

9、;/p><p><b>　　摘要41</b></p><p><b>　　目錄41</b></p><p><b>　　1 引言41</b></p><p>　　2 擴展PO/周期矩陣法42</p><p>　　3 數(shù)據(jù)分析-復(fù)雜編織43</

10、p><p><b>　　4 等效條寬48</b></p><p><b>　　5 結(jié)論51</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　空間技術(shù)的發(fā)展

11、對衛(wèi)星可展開天線賦予了越來越高的要求，星載可展開衛(wèi)星天線可劃分為網(wǎng)狀反射面天線，板狀反射面天線，膨脹式反射面天線和回轉(zhuǎn)構(gòu)造反射面天線四類，其中網(wǎng)狀天線的反射面由于其結(jié)構(gòu)簡明，應(yīng)用空間大，質(zhì)量輕等特點在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用[1-2]。</p><p>　　特種金屬絲網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是星載可展開衛(wèi)星網(wǎng)狀天線中的關(guān)鍵部分，而高頻段使用的網(wǎng)狀面料生產(chǎn)難度極大。由于這種網(wǎng)面材料要有卓越的性能去滿足苛刻的使用環(huán)境，所以其紗線原料、織物結(jié)構(gòu)

12、參數(shù)與生產(chǎn)工藝都有很高的要求，目前只有少數(shù)國家如美國，俄羅斯，日本等掌握其技術(shù)，所以實現(xiàn)其國產(chǎn)化刻不容緩。國外主要使用不銹鋼，鉬，鎢制成的超細(xì)金屬絲織成的針織網(wǎng)孔布，經(jīng)過鍍金，鍍鎳等使之具備衛(wèi)星網(wǎng)狀天線要求的性能[3-4]。同時作為可展開衛(wèi)星網(wǎng)狀天線的反射器，網(wǎng)面結(jié)構(gòu)需要具備力學(xué)性能、微波電性能、物理化學(xué)性能以及尺寸結(jié)構(gòu)等方面性能[4]，以經(jīng)編工藝加工的網(wǎng)眼材料較為常見。于是，使用金屬絲制造經(jīng)編網(wǎng)眼織物用于星載可展開衛(wèi)星網(wǎng)狀天線具有了實

13、際意義。</p><p>　　1.2 衛(wèi)星網(wǎng)狀天線的性能要求及發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　網(wǎng)狀天線網(wǎng)面材料在安裝在天線上之后，其將經(jīng)歷地面調(diào)試到空間運行一系列的使用過程，每個過程都會對網(wǎng)面材料提出了相應(yīng)的性能要求，這些性能要求主要體現(xiàn)在力學(xué)性能、微波電性能、物理化學(xué)性能以及尺寸結(jié)構(gòu)等方面。衛(wèi)星網(wǎng)狀天線的研究主要在美國，日本，俄羅斯有所發(fā)展，主要體現(xiàn)在原材料，織物組織結(jié)構(gòu)及加工工藝上進行改

14、進和研究。</p><p>　　1.2.1 衛(wèi)星網(wǎng)狀天線的性能要求</p><p>　　網(wǎng)面材料的力學(xué)性能主要取決于網(wǎng)面材料的編織工藝、組織結(jié)構(gòu)以及紗線原料的性能。在力學(xué)性能上，網(wǎng)面材料需要具有工作預(yù)緊力，多向彈性，拉伸斷裂強度，可折疊行與抗皺性，抗蠕變性以及抗松散性。彈力可以保證反射體在成型過程中能夠通過一定的預(yù)緊力對網(wǎng)面的精度進行調(diào)整，并且要求各個方面上的彈性盡可能接近；拉伸斷裂強度可

15、以保證其可以承受各種外界作用力；可折疊性和抗皺性使得網(wǎng)面可以展開收攏自如并能夠承受較大的擠壓力；抗蠕變性可以保證反射體曲面精度的穩(wěn)定；抗松散性則使得網(wǎng)面材料不會在破口處脫散。</p><p>　　網(wǎng)面材料的微波電學(xué)性能主要取決于網(wǎng)面材料的編織結(jié)構(gòu)、網(wǎng)孔形狀、網(wǎng)孔分布的均勻性、相鄰紗線表面的接觸特性以及紗線表面的微波電性能等因素， 要求網(wǎng)面材料的電波反射系數(shù)在90%以上。網(wǎng)面材料的物理化學(xué)性能主要取決于紗線原料本身

16、的性能，材料應(yīng)具備很低的熱膨脹系數(shù)和良好的抗紫外線輻射能力，以免在太空環(huán)境下及在強紫外線的長時間照射下產(chǎn)生較大的熱變形[1]。</p><p>　　網(wǎng)面結(jié)構(gòu)的單位面積重量應(yīng)該盡可能的小 ，這樣將有利于降低工作中的預(yù)緊力，以及減輕天線的重量。網(wǎng)孔大小應(yīng)在滿足波的反射之外盡可能大，以降低網(wǎng)面的風(fēng)阻系數(shù)，防止太空中高能帶電粒子的高動能對網(wǎng)面材料產(chǎn)生損壞。</p><p>　　1.2.2 衛(wèi)星網(wǎng)狀

17、天線的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　在國外，可展開網(wǎng)狀天線反射體上的網(wǎng)面材料是由不銹鋼、鉬、鎢制成的超細(xì)金屬絲編織而成的經(jīng)編網(wǎng)孔布，該絲網(wǎng)布表面鍍鎳或金，具有彈性和超薄超輕的特點，其外型和手感與女士尼龍長絲襪相接近。如俄羅斯在S、L低頻段使用的是由直徑為0.05mm的合金鋼絲編織而成的針織網(wǎng)孔布，表面鍍鎳，在Ku及以下頻段使用的是由直徑為0.025~0.03mm的鉬絲編織而成的針織網(wǎng)孔布，網(wǎng)面鍍金或鍍鎳；在更高頻

18、段上使用的是有直徑0.015~0.02mm的鎢絲編織而成的針織網(wǎng)，網(wǎng)面鍍金。日本的張力桁架的組成部件射頻反射網(wǎng)為鍍金鉬絲網(wǎng)。美國航空航天局研制出纏繞肋天線的反射面多采用鍍金鉬絲或者鋼鈹合金絲網(wǎng)。美國近期計劃建造反射器口徑達35m的Ka頻段(35GHz)地球同步軌道環(huán)境檢測多普勒雷達，該雷達天線的反射器質(zhì)量小于200kg[3,5-6]。</p><p>　　國外在天線反射面材料上采用的經(jīng)編網(wǎng)格織物的結(jié)構(gòu)有單梳的經(jīng)緞

19、、經(jīng)絨組織；雙梳的經(jīng)平絨、經(jīng)絨平、經(jīng)緞絨和經(jīng)緞組織等[7]，如圖1-1和1-2[5]的高頻網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)用于Ka波段，其網(wǎng)眼每英寸28個網(wǎng)孔，可接受20GHZ的高頻波反射。</p><p>　　1.3 本課題的研究目的和方法</p><p>　　本課題主要致力于研究空間衛(wèi)星可展開天線的高頻網(wǎng)面材料，該反射面材料要滿足要求的力學(xué)性能、微波電性能、物理化學(xué)性能以及尺寸結(jié)構(gòu)等，以實現(xiàn)重量輕、強度高、熱

20、膨脹小、可折疊性好，反射性能好等要求。由于衛(wèi)星網(wǎng)狀天線對性能的要求較高，本課題針對其難點逐個攻破，通過經(jīng)編工藝參數(shù)的選擇和不同編織工藝對金屬網(wǎng)最終性能的影響，經(jīng)過一定的理論分析，尋求最優(yōu)化的工藝途徑，指導(dǎo)生產(chǎn)實踐應(yīng)用，早日實現(xiàn)其國有化。</p><p>　　本課題依據(jù)新產(chǎn)品研發(fā)的各個環(huán)節(jié)和流程，從原料的選擇、組織結(jié)構(gòu)的設(shè)計，紗線原料的加工、整經(jīng)設(shè)備的選擇和優(yōu)化、編織機器的選擇與優(yōu)化、后整理、產(chǎn)品性能的測試與分析環(huán)

21、節(jié)展開了實驗和分析研究。</p><p>　　2 經(jīng)編網(wǎng)織物的結(jié)構(gòu)設(shè)計及生產(chǎn)流程</p><p>　　2.1 金屬原料選擇及改進</p><p>　　在進行經(jīng)編網(wǎng)工藝設(shè)計前，首先要確定使用的是金屬絲原料。本實驗的金屬原料要滿足要求的力學(xué)性能、微波電性能、物理化學(xué)性能以及尺寸結(jié)構(gòu)等，所以選擇的金屬絲要具有重量輕、強度高、熱膨脹小、可折疊性好，反射性能好的特點。<

22、;/p><p>　　2.1.1 金屬原料選擇</p><p>　　用于衛(wèi)星網(wǎng)狀天線的金屬材料的直徑通常為0.05mm-0.015mm之間， 許多金屬材料都可以通過加工達到直徑0.05mm以下，但是由于強度不足，長度不夠或者耐空氣腐蝕性較差等原因具有不可操作性。目前只有不銹鋼，鉬，鎢制成的超細(xì)金屬絲滿足這方面的要求。由于不銹鋼絲超細(xì)絲直徑通常大于鉬，鎢，所以不銹鋼絲經(jīng)常用來做低頻段大網(wǎng)孔。只有鉬

23、、鎢可以加工成直徑更細(xì)(0.03~0.015mm)的超細(xì)絲，用于高頻段天線網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[3]。由于鉬絲的密度是鎢絲的二分之一，織物更加輕薄，形成的織物密度更小，所以最后選擇鉬絲作為原材料。</p><p>　　鉬絲作為一種特殊的高性能金屬纖維，具有高比強度、高比模量、高電導(dǎo)率，低熱膨脹系數(shù)等一系列優(yōu)異物理化學(xué)性能，已廣泛應(yīng)用于航空航天等高科技領(lǐng)域，尤其是鍍金鉬絲，一直是少數(shù)幾個發(fā)達國家用于制造空間可展開網(wǎng)狀天線反射體

24、的關(guān)鍵材料之一。</p><p>　　2.1.2 試驗鉬絲的改進</p><p>　　鉬絲剛度大，斷裂伸長率較低，彎曲性能較差，較難編織，不容易彎曲[8-9]。為了解決這個問題，我們采用細(xì)度較大的鉬絲，因為細(xì)度較大的紗線的比彎曲剛度較小，較易彎曲成圈，可以改善編織過程中彎曲應(yīng)力對纖維的影響，減小紗線的抗彎模量。但是由于越細(xì)的鉬絲其強度和斷裂伸長率也越低，所以可以通過對多根更細(xì)的鉬絲進行并和

25、，從而得到既具有足夠的機械強度，又具有良好的柔性和彈性的經(jīng)編用紗[10]，超細(xì)鉬絲的并線過程在2.3小節(jié)中會有詳細(xì)研究。</p><p>　　為了提高網(wǎng)面的電接觸穩(wěn)定性，使網(wǎng)面接觸電阻盡可能小，我們給鉬絲鍍一層金，同時使織物的反射性能更加好。鍍金有兩種方法，一種是對編織好的網(wǎng)布直接鍍金，一種是對金屬絲預(yù)先鍍金再編織[3]，為了使鍍金效果更佳，我們選擇對金屬絲預(yù)先鍍金再編織的方法。</p><p

26、>　　由于國內(nèi)可以生產(chǎn)這種超細(xì)鉬絲的廠家不多，本實驗最后選擇的鍍金鉬絲由成都虹波實業(yè)股份有限公司生產(chǎn)制造，經(jīng)測試，其直徑為0.017mm，包括鍍金層0.03mm，抗拉強度大于1511N/mm2，延伸率大于1.2%。</p><p>　　2.2 組織結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　針織物包括經(jīng)編織物與緯編織物，經(jīng)編工藝是一組或幾組平行排列的紗線由經(jīng)向喂入平行排列的工作織針，同時成圈的工藝

27、過程。緯編是將一根或數(shù)根紗線由緯向喂入針織機的工作針上，使紗線順序地彎曲成圈，且加以串套而形成。其中緯編結(jié)構(gòu)相對于經(jīng)編結(jié)構(gòu)，具有明顯的延伸性和彈性，尺寸穩(wěn)定性較差，并且較容易脫散。相反，經(jīng)編結(jié)構(gòu)具有較好的多向延伸一致性和抗脫散性，所以用于空間天線的織物一般是機織物和經(jīng)編織物。經(jīng)編結(jié)構(gòu)和梭織結(jié)構(gòu)相比也有如下的優(yōu)點：</p><p>　　1) 結(jié)構(gòu)和機械性能穩(wěn)定，可有效地防止網(wǎng)面因出現(xiàn)破洞而進一步發(fā)生破壞性的脫散；&

28、lt;/p><p>　　2) 相同紗線材料性能和網(wǎng)孔尺寸的情況下，經(jīng)編網(wǎng)的強度約為機織網(wǎng)的2倍；</p><p>　　3) 當(dāng)梭織結(jié)構(gòu)受外力作用時，容易在局部形成較大的裂縫，造成網(wǎng)孔的分布不均勻，從而影響網(wǎng)面的反射精度。而經(jīng)編結(jié)構(gòu)在受到一定外力的作用或波動后，網(wǎng)格的密度可以隨之發(fā)生調(diào)整，這樣可以使整個網(wǎng)孔的分布快速地重新達到均勻狀態(tài)；</p><p>　　4) 經(jīng)編結(jié)構(gòu)

29、相比梭織結(jié)構(gòu)具有較好的平面拉伸彈性，并且多向延伸率相近；</p><p>　　5) 經(jīng)編結(jié)構(gòu)相對梭織結(jié)構(gòu)具有更強的立體感，即暴露在太空中的比表面積更大，從而可以使結(jié)構(gòu)表面具有更高的電磁波反射率；</p><p>　　因此經(jīng)編結(jié)構(gòu)更適合應(yīng)用于網(wǎng)狀天線的網(wǎng)面材料，因此本課題采用經(jīng)編工藝用于天線用鉬絲金屬網(wǎng)的織造。</p><p>　　2.2.1 經(jīng)編網(wǎng)眼組織設(shè)計<

30、/p><p>　　目前在天線反射面材料上一般采用單梳櫛的基本組織，以及雙梳櫛的經(jīng)平絨，經(jīng)絨平，開口經(jīng)緞，閉口經(jīng)緞等結(jié)構(gòu)。由于單梳櫛織物較稀薄，強度低，線圈歪斜，穩(wěn)定性差，所以本實驗選用雙梳櫛的結(jié)構(gòu)。下面就簡單地介紹一下這四種雙梳櫛織物組織的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。</p><p>　　如圖2-1為經(jīng)平絨組織的線圈結(jié)構(gòu)圖，由于兩把梳櫛采用相反方向的墊紗運動，使兩梳形成的線圈延展線伸向兩個相反方向，線圈兩邊受

31、力均衡而呈垂直狀態(tài)，因此織物正面呈V形線圈排列；織物反面是前梳的長延展線覆蓋在外表，后梳延展線夾在坯布內(nèi)，處于線圈圈干和前梳延展線之間[12]。墊紗數(shù)碼為：前梳：2-3，1-0// 后梳：1-0，1-2//。在經(jīng)平絨組織中，前梳延展線跨過一縱行，這樣使得織物即使有個別線圈發(fā)生斷裂破壞，由于延展線的束縛整個織物不會發(fā)生大面積的脫散，從而經(jīng)平絨結(jié)構(gòu)具有較好的穩(wěn)定性和抗脫散性。</p><p>　　經(jīng)絨平組織與經(jīng)平絨的

32、結(jié)構(gòu)相近，由于兩把梳櫛采用相反方向的墊紗運動，使兩梳形成的線圈延展線伸向兩個相反方向，線圈兩邊受力均衡而呈垂直狀態(tài)，因此織物正面呈V形線圈排列。其前梳作短的針背墊紗(經(jīng)平組織)，后梳為長的針背墊紗(經(jīng)絨組織)，與經(jīng)平絨組織相比，形成的織物結(jié)構(gòu)緊密，延伸性減少，線圈結(jié)構(gòu)圖如圖2-2所示。墊紗數(shù)碼為：前梳：1-0，1-2//，后梳：2-3，1-0//。</p><p>　　國外有采用雙梳開口經(jīng)緞的組織結(jié)構(gòu)用于低頻用天

33、線網(wǎng)格的織造，這種結(jié)構(gòu)的前后兩梳均為三列的開口經(jīng)緞結(jié)構(gòu)，編織時在兩把梳櫛均為1穿1空對位墊紗的情況下，前后梳做對稱墊紗運動，形成菱形網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形成的網(wǎng)眼對稱性較好，并且一般網(wǎng)孔的直徑比較大，適合作為低頻鉬絲金屬網(wǎng)的組織結(jié)構(gòu)。墊紗數(shù)碼為：前梳：1-0，1-2，2-3，2-1// 后梳：2-3，2-1，1-0，1-2//。與開口經(jīng)緞組織相似的雙梳經(jīng)緞結(jié)構(gòu)為閉口經(jīng)緞組織，，不同處是前后梳的經(jīng)緞結(jié)構(gòu)均為閉口線圈，所以相比開口經(jīng)緞結(jié)構(gòu)，其

34、內(nèi)部各線圈形態(tài)的差異相對較小，織物形成的菱形網(wǎng)孔也更加規(guī)整，如圖2-3所示。</p><p>　　由于開口經(jīng)緞和閉口經(jīng)緞形成的網(wǎng)眼很大，適合低頻衛(wèi)星天線，所以本實驗不選擇此組織。在經(jīng)絨平結(jié)構(gòu)中，前梳經(jīng)平的延展線壓在經(jīng)絨的延展線上，導(dǎo)致較長的延展線在內(nèi)部，所以結(jié)構(gòu)比經(jīng)平絨更加緊實和穩(wěn)定。因此本實驗選擇經(jīng)絨平組織作為試驗組織，如圖2-2所示。</p><p>　　2.2.2 經(jīng)編網(wǎng)眼參數(shù)設(shè)計&

35、lt;/p><p>　　高頻衛(wèi)星網(wǎng)狀天線為了能夠讓高頻信號反射出去，國際上要求其網(wǎng)眼大小一般為0.5±0.1mm。網(wǎng)眼有橫向?qū)挾群涂v向?qū)挾?。橫向?qū)挾扔蓹M密決定，橫密由經(jīng)編機的機號產(chǎn)生；縱向?qū)挾戎溉Ω?，由縱密決定，縱密在經(jīng)編機上調(diào)節(jié)控制。</p><p>　　在橫密的選擇上，經(jīng)編機的機號為14到44不等，不同的機號代表了不同的橫向密度，指一英寸內(nèi)的織針數(shù)目。經(jīng)編機常見的機號與織針的粗細(xì)

36、及針距的關(guān)系如表2-1所示。在經(jīng)絨平組織中，線圈與相鄰縱列的線圈之間還會形成由延展線構(gòu)成的網(wǎng)眼，因此，我們可以近似看成一個縱列有兩個網(wǎng)眼。經(jīng)計算，不同機號的網(wǎng)眼寬度如表2-2所示。針織機的機號是指針床上25.4mm(1英寸)長度內(nèi)所具有的針數(shù)。它與針距的關(guān)系如下：</p><p><b>　　(1)</b></p><p>　　式中，E表示機號，單位針數(shù)/25.4mm

37、；T表示針距，單位mm。</p><p>　　由表2-2可知，機號在24，28，32時，網(wǎng)眼大小符合要求。由于較小的密度對反射網(wǎng)的重量和降低工作預(yù)緊力有好處，同時，密度越小，形成的網(wǎng)眼越大，最后形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的風(fēng)阻系數(shù)也較小，而對于鉬絲來說，機號越高，則織針越細(xì)，形成的紗線張力越大，鉬絲由于易脆，不易彎曲，導(dǎo)致其上機編織難度也越大。為了使衛(wèi)星網(wǎng)狀天線在滿足電磁波反射性能要求的同時密度最小，更方便編織，本實驗選擇機

38、號24。</p><p>　　表2-1 經(jīng)編機機號與針粗細(xì)、針距的關(guān)系</p><p>　　表2-2 經(jīng)編機不同機號的網(wǎng)眼寬度</p><p>　　縱密指1厘米的橫列數(shù)。由于織物在成型過程中會線圈會由于延展線的作用相間向左和向右偏離，同時，用于衛(wèi)星天線反射器時也會有一定的伸展。所以圈高可以適當(dāng)大于0.5mm，本次試驗選擇縱密分別為6，7，8，9，10進行試驗。&

39、lt;/p><p><b>　　2.3 并線的加工</b></p><p>　　2.3.1 并線原因</p><p>　　由于鉬絲的高彈性模量，高剛度，以及較差的彎曲性能和延展性，使得經(jīng)編織物的織造過程比較困難，在形成彎曲線圈的過程中鉬絲容易斷裂，不利于成圈。由金屬的最小曲率半徑可知，當(dāng)金屬纖維的直徑越小，拉伸斷裂率越大時，最小曲率半徑越小，纖維越

40、柔軟。而拉伸斷裂率是材料本身性質(zhì)，無法變化，只有通過改變直徑來改變紗線的最小曲率半徑，但是如果使用單根較大直徑的鉬絲，則鉬絲更容易脆斷。所以本實驗采用四根直徑小的鉬絲加捻并和在一起，同時也滿足了紗線的直徑變大，從而實現(xiàn)纖維的柔軟化。同時，加捻使得紗體間抱合良好，強度，彈性，耐磨力增強。</p><p>　　2.3.2 并線機器選擇</p><p>　　傳統(tǒng)紡織行業(yè)中都是采用環(huán)錠紡，倍捻機，

41、賽絡(luò)紡等進行并和加捻或者股線復(fù)捻。對于鉬絲，由于摩擦系數(shù)比一般纖維小，以及彎曲系數(shù)小，所以經(jīng)過普通并線有可能造成殘余扭度較大，股線脫散蜷曲等，雖然通過適當(dāng)?shù)膮?shù)調(diào)整使得效果有所提高，但是股線外觀仍然呈螺旋線狀態(tài)，有較大的殘余扭矩，紗線的編織性能較差，對后續(xù)的整經(jīng)和織造過程的順利進行造成了很大影響[9]。而用于電纜行業(yè)的管式絞線機，籠式絞線機，叉式絞線機等可以是專門用來并絞合金屬。一種名為HTU-25的管式絞線機（如圖2-4)被用來專門絞

42、合微細(xì)金屬絲，比一般采用的環(huán)錠紡紗機效果更好，它更適合鉬絲并線，絞合的紗線無論是在紗線的強度，結(jié)構(gòu)的緊密均勻性還是表面的光潔度上都要明顯優(yōu)于環(huán)錠紡，其絞合的股線殘余扭矩和捻縮程度較小，滿足經(jīng)編編織強度要求，紗線質(zhì)量更好。所以最后選擇HTU-25的管式絞線機作為本次試驗的并線機器。</p><p>　　圖2-4 管式絞線機</p><p>　　2.3.3 并線工藝</p>&l

43、t;p>　　絞合方式一般有單絞和復(fù)絞，由于本次試驗絞線根數(shù)不多，所以采用單次絞線。四根絞合時，可以采用四根直接一起纏繞絞合，直徑較?。灰部梢允且桓谥虚g，其余三根以等邊三角形的方式繞中間的紗線纏繞絞合，這樣形成的絞線直徑稍大。經(jīng)過計算，后者的直徑只比前者大了2%，對直徑影響較小，而且由于后者紗線排列均勻，單紗受力均勻，走線優(yōu)化，結(jié)構(gòu)往往比前者更加穩(wěn)定，所以我們選擇后種的排線方式。</p><p>　　在以往

44、的使用環(huán)錠紡進行鉬絲并和的實驗中，得到了結(jié)論：隨著捻比的增加，股線外觀的波長值呈下降的趨勢，并且在相同捻比的條件下，初始單紗捻度越大，股線的波長值越小。而波長越小，相鄰經(jīng)紗發(fā)生糾纏的概率越大，因此，實際加捻并線過程中，應(yīng)盡可能采用較低的初始單紗捻度以及捻比配置[13]。所以本實驗需要選用較小的捻度，使形成的股線的剛度變小，彎曲性能有所提高，同時防止股線呈螺旋線狀纏在一起。</p><p>　　但是如果捻度過小，導(dǎo)

45、致紗線形成的股線結(jié)構(gòu)松散，則不利于強度，同時也對天線的反射性能有較大影響。同時，作為導(dǎo)體，為了使導(dǎo)體的性能達到最好，要考慮到節(jié)徑比，節(jié)徑比小有利于導(dǎo)體的展放和緊線，但同時也會使導(dǎo)線的電阻增大，單位重量增加[13-14]，這是要避免的。在這里，為了配合管式絞線機，我們有必要引入電線行業(yè)的專業(yè)詞“絞距”，它指兩根單紗對絞節(jié)點間的距離，相當(dāng)于紡紗中的捻距。所以本實驗應(yīng)該要選擇一個既可以不利于股線糾纏又可以保證股線抱合力的絞距。</p&g

46、t;<p>　　同時根據(jù)電纜行業(yè)UL758中規(guī)定，一般根據(jù)不同規(guī)格的導(dǎo)體，絞距取絞線后外徑的25-30倍.所以綜合以上的因素以及與平時經(jīng)驗的結(jié)合，最后取絞距1.2mm。</p><p><b>　　2.4 整經(jīng)</b></p><p>　　2.4.1 整經(jīng)的重要性</p><p>　　整經(jīng)是將經(jīng)紗按一定數(shù)量，密度，幅寬和技術(shù)要求卷

47、繞成一定長度經(jīng)軸的工序。它是經(jīng)編織造的必不可少的準(zhǔn)備工序，整經(jīng)質(zhì)量的好壞對經(jīng)編生產(chǎn)和織物的質(zhì)量將會產(chǎn)生實質(zhì)性的影響。生產(chǎn)實踐表明，整經(jīng)質(zhì)量的好壞不僅影響生產(chǎn)效率、工人勞動強度等，而且經(jīng)編坯布質(zhì)量的80%取決于整經(jīng)質(zhì)量[15]。</p><p>　　整經(jīng)的目的是將筒子紗按照經(jīng)編工藝所要求的根數(shù)和長度，在一定的工藝條件下，平行整齊均勻地卷繞成經(jīng)軸，以供經(jīng)編機使用。整經(jīng)過程中一定要保證紗線之間、分段之間的張力要均勻一致

48、、大小適中；要消除經(jīng)紗疵點，改善經(jīng)紗編織性能；并且整經(jīng)的根數(shù)和長度要符合后續(xù)編織的要求；紗線的橫向分布均勻，經(jīng)軸成型良好；同時同一經(jīng)軸一定要使用同一批號的紗線[16]。</p><p>　　2.4.2 整經(jīng)機的優(yōu)化設(shè)計</p><p>　　常用的整經(jīng)方法有三種：分段整經(jīng)、軸經(jīng)整經(jīng)和分條整經(jīng)。由于經(jīng)編機上每一把梳櫛所需要的經(jīng)線根數(shù)很多，實際生產(chǎn)中往往將一把梳櫛對應(yīng)的經(jīng)軸上的紗線，分成幾份到經(jīng)

49、軸上的幾個盤頭上，盤頭如圖2-7所示。由整經(jīng)機將各份經(jīng)紗卷繞到各盤頭(即分段經(jīng)軸)上，再將幾個分段經(jīng)軸組裝成經(jīng)編機上的一個經(jīng)軸。這種將經(jīng)紗卷繞成狹幅的分段經(jīng)軸就稱為分段整經(jīng)。分段整經(jīng)生產(chǎn)效率高，運輸和操作方便，比較經(jīng)濟，能適應(yīng)多品種多色紗的要求，是目前使用最廣泛的方法。本次試驗采用的整經(jīng)方法是分段整經(jīng)，整經(jīng)機使用國產(chǎn)GE211型整經(jīng)機(如圖2-5)。</p><p>　　由于鉬絲經(jīng)紗具有較高的模量與剛度，鍍金鉬絲

50、在金屬經(jīng)軸表面容易打滑，且在整經(jīng)過程中，鉬絲經(jīng)紗將會不斷地與集絲板的孔眼、張力羅拉表面等整機部件發(fā)生摩擦，從而可能造成鉬絲表面鍍金層的磨損，而鉬絲表面鍍金層的質(zhì)量將直接影響天線反射面的電學(xué)性能，加之鉬絲經(jīng)紗延伸率和彈性較低，并且成本昂貴等原因，使得對鉬絲經(jīng)紗的整經(jīng)工藝提出了更多新的要求，針對上述要求，本實驗經(jīng)編機在經(jīng)過優(yōu)化以后，得到了以下幾個方面的提高：</p><p>　　1) 經(jīng)紗從筒子架到經(jīng)軸的整個行程得以

51、較大的縮短，整經(jīng)筒子架到整經(jīng)機前端的距離不超過5m，以減小因斷紗造成的鉬絲經(jīng)紗大量浪費，并可以有效地降低相鄰經(jīng)紗間因鉬絲紗線殘余扭矩而發(fā)生糾纏的概率。圖2-6為常用經(jīng)編機與筒子架配合圖，圖2-5中可看出筒子架和整經(jīng)機間的距離有縮短了很多。</p><p>　　2)盡量減少紗線與整經(jīng)機部件的接觸，以減少對紗線表面的磨損。</p><p>　　3)整經(jīng)速度很小，整經(jīng)機主軸轉(zhuǎn)速在30r/min左

52、右，盤頭外徑約30公分，較小的整經(jīng)速度有利鉬絲經(jīng)紗整經(jīng)過程的平穩(wěn)進行，而不易發(fā)生經(jīng)紗的斷裂。</p><p>　　4)省去了給油、上蠟裝置，以保證鉬絲經(jīng)紗在整經(jīng)過程中表面的潔凈。</p><p>　　2.4.3 筒子架的優(yōu)化設(shè)計</p><p>　　整經(jīng)筒子架的基本功能是放置整經(jīng)所用的筒子，筒子架一般還有張力控制，斷紗自停與信號指示等功能，這些功能對提高整經(jīng)質(zhì)量、整

53、經(jīng)效率有著重要的影響[17]，因此選擇合適的筒子架對于提高鉬絲經(jīng)紗整經(jīng)質(zhì)量具有重要的意義。</p><p>　　筒子架有多種，按筒子紗退繞方式可分為軸向退繞式和切向退繞式。軸向退繞的整經(jīng)筒子為圓錐筒子，經(jīng)紗退繞式筒子不需要回轉(zhuǎn)，有利于整經(jīng)速度和質(zhì)量的提高，并可使筒子卷裝容量增加，因而得到了廣泛的采用；切向退繞的筒子需要繞錠回轉(zhuǎn)退出經(jīng)紗，由于筒子的慣性較大，啟動時紗線會突然張緊，而停動時筒子又不會立即停止，容易造成

54、筒子紗被過量地送出，因此此種退繞方式的筒子架不適用于高速整經(jīng)。</p><p>　　由于鉬絲具有殘余扭矩以及其剛性，所以經(jīng)紗經(jīng)軸向從筒子上退繞下來時容易造成經(jīng)紗的斷裂，反而會嚴(yán)重影響整經(jīng)質(zhì)量；而采用切向退繞的方式，筒子在繞錠座回轉(zhuǎn)時會一直使經(jīng)紗承受一定的牽伸力，所以整經(jīng)過程中鉬絲經(jīng)紗在張力的作用下一直處于伸直狀態(tài)，而不易發(fā)生自扭結(jié)現(xiàn)象，同時由于鉬絲延伸率低、剛性大、出于安全考慮，鉬絲經(jīng)紗不適于高速整經(jīng)，所以本課題

55、筒子架采用切向退繞方式，如圖2-8為東華大學(xué)研制的筒子架，因為采用的線盤是同絞線機匹配的電纜行業(yè)的PC55的有邊線盤，如圖2-9所示，這種線盤較小，高度不到10cm，內(nèi)徑只有5cm左右，可纏繞紗線的米數(shù)遠遠少于一般的紗筒，適用于本實驗對量要求較小的紗線，同時也不會因為慣性大而造成退繞困難導(dǎo)致斷線。</p><p>　　選擇東華大學(xué)特制的筒子架的優(yōu)點如下[18-19]：</p><p>　　

56、1)縮短了筒子架到整經(jīng)機之間的距離，采用固定式筒子架，占地面積小，鑒于鍍金鉬絲成本較高，所以節(jié)省了紗線成本。</p><p>　　2)線盤凈克重約為28g，很輕，有利于紗線的退繞，每個線盤都分別被兩個橡皮塞固定住，增加了線盤摩擦力，停車制動容易，不會因為慣性大而拉斷紗線。</p><p>　　3)采用吊環(huán)式張力器，如圖2-10，這種張力器通過改變調(diào)換的數(shù)量來對單紗進行一定的張力調(diào)節(jié)，這種張

57、力器對于鉬絲經(jīng)紗的整經(jīng)工藝，不僅具有成本低、調(diào)節(jié)簡單的優(yōu)點，同時還可盡量減少對鉬絲表面鍍金層的磨損，以及減小鉬絲紗線波曲外觀加劇的風(fēng)險。</p><p>　　本次實驗采用204個線盤將經(jīng)紗整在一個長度為10寸的盤頭上，如圖2-8，根據(jù)計算公式及經(jīng)驗值得出參數(shù)設(shè)置。用分段整經(jīng)方式，長度配比根據(jù)組織結(jié)構(gòu)設(shè)為160米和140米，每種規(guī)格各5個盤頭，放在經(jīng)編機上即5段。</p><p><b

58、>　　2.5 編織</b></p><p>　　2.5.1 經(jīng)編機及送經(jīng)機構(gòu)的選擇</p><p>　　經(jīng)編機主要由由成圈機構(gòu)、送經(jīng)機構(gòu)、梳櫛橫移機構(gòu)、牽拉卷取機構(gòu)、傳動機構(gòu)等組成。常見的經(jīng)編機根據(jù)坯布牽拉角度可分為Tricot特里科脫經(jīng)編機和Richal拉舍爾經(jīng)編機，兩者的主要區(qū)別在于，特里科脫經(jīng)編機的牽拉角度為90°，而拉舍爾經(jīng)編機的牽拉角度為170

59、6;。特里科脫經(jīng)編機使用復(fù)合針，不需要牽拉就可以起頭編織，但紗線坯布牽拉角度為90°，所以織針受力較大；拉舍爾經(jīng)編機使用復(fù)合針或舌針，沒有牽拉不能起頭編織，紗線與坯布牽拉成170°角，故織針受力相對特里科脫經(jīng)編機型較小?？紤]到鉬絲經(jīng)紗在張力較大的情況下容易發(fā)生斷裂，本課題選用拉舍爾經(jīng)編機進行鉬絲金屬網(wǎng)的編織。編織圖如圖2-11所示。</p><p>　　經(jīng)編機的送經(jīng)機構(gòu)可分為機械式和電子式，而

60、根據(jù)經(jīng)軸傳動方式，又分為消極式送經(jīng)機構(gòu)和積極式送經(jīng)機構(gòu)兩類。消極式送經(jīng)機構(gòu)由于經(jīng)軸的轉(zhuǎn)動慣性較大，送經(jīng)過程中經(jīng)紗張力的波動較大，不適合與經(jīng)紗張力波動控制要求較高的經(jīng)紗進行送經(jīng)，反之積極式送經(jīng)機構(gòu)則適合本課題，積極式送經(jīng)機構(gòu)一般有機械式送經(jīng)機構(gòu)、EBA型送經(jīng)機構(gòu)、EBC型送經(jīng)機構(gòu)等。機械送經(jīng)機構(gòu)送經(jīng)準(zhǔn)確，但在上機時需要手工轉(zhuǎn)動經(jīng)軸，對操作造成了一定的不便，且噪音較大；EBC電子送經(jīng)機構(gòu)由交流伺服電動機和可連續(xù)編程送經(jīng)的積極式經(jīng)軸組成，該機

61、構(gòu)具有多速送經(jīng)功能，適用于品種較復(fù)雜的組織；EBA型電子送經(jīng)機構(gòu)用作特里科脫型與拉舍爾型經(jīng)編機的標(biāo)準(zhǔn)送經(jīng)機構(gòu)，其通過送經(jīng)速度的實時測量來調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，屬于定速電子送經(jīng)機構(gòu)。該機構(gòu)送經(jīng)精度高，主要運用于花型比較簡單，一個完全組織中每個橫列的線圈長度基本不變或很少變化，即定速送經(jīng)的場合，更加適合本課題。本實驗的EBA型電子送經(jīng)機構(gòu)如圖2-12。</p><p>　　圖2-12 EBA型送經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)定圖<

62、/p><p>　　2.5.2 經(jīng)編機設(shè)備的優(yōu)化改進</p><p>　　試驗采用拉舍爾經(jīng)編機，機器型號為RSE2，機號為24E，使用復(fù)合槽針進行編織。為了適應(yīng)鉬絲的特殊的物理機械性能，本課題在下面幾個方面進行了優(yōu)化：</p><p>　　1)路徑優(yōu)化：在實際生產(chǎn)中，鉬絲在上機時很難被肉眼分辨，且鉬絲的剛性較大，經(jīng)紗排列距離較小，所以本實驗選擇了雙針床經(jīng)編機，使不同梳櫛上

63、的相鄰織針分離開，方便穿紗和斷紗接頭。</p><p>　　2)減小摩擦：減小經(jīng)紗與機件接觸的次數(shù)，保證送經(jīng)機件的表面盡量光滑，從而減小對經(jīng)紗的磨損。此外，盡量保證包圍角大于120°，防止發(fā)生扭曲纏結(jié)，本課題的送經(jīng)線路圖如圖2-13所示。 </p><p>　　3)梳櫛擺幅動程變?。河捎阢f絲紗線極細(xì)，剛性大，伸長率低，所以當(dāng)梳櫛前后擺幅動程過大，會引起高的紗線張力，引起斷紗現(xiàn)象。

64、所以改動梳櫛擺幅連桿機構(gòu)為較小擺動的凸輪機構(gòu)，減小梳櫛的前后動程。</p><p>　　4)導(dǎo)紗張力桿：通過減小拉簧彈性降低張力桿的拉伸張力，通過采用彈性系數(shù)高，剛性小的回彈鋼絲，減小張力桿的擺動回彈性，使張力更加平穩(wěn)。</p><p>　　5)凸輪橫移結(jié)構(gòu)：凸輪式橫移機構(gòu)表面采用不銹鋼打磨成凹凸不平的形狀，橫移運動的精度高，機器運行平穩(wěn)。由于天線的組織結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，但是對張力平穩(wěn)的要求較

65、高，所以選擇凸輪式橫移機構(gòu)。本實驗所用橫移機構(gòu)見圖2-14。</p><p>　　2.5.3 編織工藝</p><p>　　通過組織的計算，最后我們選擇的參數(shù)如下：縱密8列/厘米，機上門幅108cm左右，機速200m/min。</p><p>　　GB1：1-2/1-0// 滿穿</p><p>　　GB2：1-0/2-3// 滿穿</

66、p><p>　　為了測試工藝參數(shù)是否適合最終衛(wèi)星天線的要求，選取了裸絲(直徑為0.016mm的鉬絲)分別采用密度為6，7，8，9，10制成的產(chǎn)品來測試他們的性能，因為鍍金鉬絲價格較高，而鉬絲的力學(xué)性質(zhì)和鍍金鉬絲的力學(xué)性質(zhì)相似，由于試驗測試的項目較多，所以用裸絲代替鍍金鉬絲用于試驗。依據(jù)送經(jīng)量計算公式(2)、(3)：</p><p>　　S a

67、=0，b=0 襯經(jīng)</p><p>　　(b+0.3)T a=0，b≠0 襯緯</p><p>　　RPC= a=1，b=0 編鏈 (2)</p><p>　　a=1，b≠0 一般組織</p><p>　　a=2 重經(jīng)&

68、lt;/p><p><b>　　(3)</b></p><p>　　式中：RPC表示每橫列送經(jīng)量，單位mm/橫列；S表示坯布在機器上時的線圈圈高，S=10/cpc，單位為mm ，cpc為機上縱密(橫列/cm)；a表示針前橫移的針距數(shù)；b表示針背橫移的針距數(shù)；d表示織針的粗細(xì)，單位為mm；T表示針距，T的單位為mm；RPR表示每臘克送經(jīng)量，單位為mm/480橫列；m表示一個

69、花紋完全組織中的線圈橫列數(shù)[20]。</p><p>　　公式簡化如下為每橫列送經(jīng)量(RPC)= 0.55π/2.2+20/cpc+25.4b/24，每臘克送經(jīng)量(RPR)=480*RPC。其中，b為針背橫移針距數(shù)，經(jīng)平為1，經(jīng)絨為2。經(jīng)過計算，縱密不同時每把梳櫛的送經(jīng)量如下表2-1，由于是理論估算的送經(jīng)量，實際送經(jīng)量要在織造時根據(jù)張力情況再調(diào)整。</p><p>　　表2-1 不同縱密下

70、不同梳櫛送經(jīng)量</p><p><b>　　2.6 超聲波整理</b></p><p>　　2.6.1 整理目的和方法</p><p>　　由于經(jīng)編網(wǎng)眼產(chǎn)品直接用于衛(wèi)星天線，所以不需要復(fù)雜的后整理，只用經(jīng)過水洗，目的是為了洗去織物在生產(chǎn)中粘附的油污，灰塵，手汗等，提高織物的性能和加工性能。</p><p>　　清洗的方式

71、一般有化學(xué)清洗，物理清洗和微生物清洗?；瘜W(xué)清洗是采用一種或幾種化學(xué)藥劑(或其水溶液)清楚設(shè)備工藝側(cè)或水側(cè)表面污垢的方法。它是借助清洗劑對物體表面污染物或覆蓋層進行化學(xué)轉(zhuǎn)化、溶解、剝離以達到清洗的目的。物理清洗是借助各種機械外力和能量使污垢粉碎、分離并剝離開物體表面，達到清洗的效果。微生物清洗是利用微生物將表面附著油污分解，轉(zhuǎn)化成為無毒無害的水溶性物質(zhì)的方法。</p><p>　　2.6.2 超聲波清洗的原理和特點

72、</p><p>　　通常把頻率為2*104-2*109Hz的聲波叫做超聲波。超聲波彈性振動具有分散、脫氣及擴散功能。清楚表面層最有力的工具是超聲波，超聲波清洗可以去脂，去掉表面的氧化物層，清除表面上的焊藥和鐵銹等等內(nèi)容。超聲波清洗的最大優(yōu)點是，這種清洗的質(zhì)量很高。一些專門的研究表明，在經(jīng)過超聲波清洗之后殘余污垢的數(shù)量要比經(jīng)過任何一種其他清洗以后的量要少得多，包括利用溶劑對污垢的化學(xué)溶解這一基礎(chǔ)上的清洗過程[21

73、]。</p><p>　　超聲波的主要機理是：利用超聲波在媒介流體中產(chǎn)生的空穴在破裂時釋放的能量來消除污垢。即通過換能器傳播聲能，聲能產(chǎn)生壓力梯度，壓力替代會導(dǎo)致媒介液體交替發(fā)生壓縮和膨脹。當(dāng)壓力增大時，生成空氣氣泡。當(dāng)氣泡長大到某一尺寸后就會破裂，因為此時它已不能抗衡周圍液體的壓力和重量?？昭ū褧r會產(chǎn)生微觀水平的劇烈沖擊波，科研人員已經(jīng)計算出理論上的局部溫度會高達攝氏幾千度，理論局部壓力會高達幾百個大氣壓[2

74、2]。 </p><p>　　本實驗運用超聲波原理進行試驗，設(shè)備為HBA-2096T超聲波清洗機，如圖2-15所示，清洗時，水溫50℃，半小時。烘干時，溫度為100℃，時間為1h。</p><p>　　圖2-15 HBA-2096T超聲波清洗機</p><p>　　3 鉬絲金屬網(wǎng)的性能分析</p><p>　　3.1 鉬絲金屬網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格&

75、lt;/p><p>　　圖3-1為鉬絲金屬網(wǎng)在縱密為8列/厘米時高倍顯微鏡下的局部線圈圖。高倍顯微鏡下的線圈圖紗線走向很清晰，網(wǎng)眼分布均勻，由反面線圈圖可以看出，1mm跨越了兩個縱行，橫向網(wǎng)眼大小相當(dāng)于0.5mm一個網(wǎng)眼，橫向符合預(yù)定網(wǎng)眼大小。 縱向一個網(wǎng)眼高度也在0.5mm左右，縱向網(wǎng)眼大小也符合預(yù)定網(wǎng)眼規(guī)格大小。網(wǎng)眼大小比理論值有差別，是因為織物下機后經(jīng)過了一定的程度的縱橫向收縮。總之，當(dāng)設(shè)定密度為8列/厘米時，

76、網(wǎng)眼織物大小規(guī)格符合高頻網(wǎng)狀天線反射器的規(guī)格要求。</p><p>　　圖3-1 鉬絲網(wǎng)局部線圈形態(tài)</p><p>　　3.2 鉬絲金屬網(wǎng)的平方米克重</p><p>　　本實驗采用經(jīng)絨平的組織編織而成，表3-1為替代鍍金鉬絲的的裸絲金屬網(wǎng)在不同縱密下的平方克重，一共有5個縱密的鉬絲金屬網(wǎng)，每個不同密度都測試了3組樣品，每個樣品取40*40目，測試數(shù)據(jù)如表3-1，

77、整理后得出樣品的面密度數(shù)據(jù)如表3-1。由表3-1可知，隨著縱密設(shè)定值的增加，面密度增加，圖3-2給出了更為直觀的曲線圖，這個規(guī)律是符合理論規(guī)律的。</p><p>　　國內(nèi)外一般都要求用于高頻網(wǎng)的衛(wèi)星天線金屬網(wǎng)的面密度要小于200g/m2，由表中數(shù)據(jù)可知，本次網(wǎng)狀織物的面密度要遠遠小于200g/m2。但是由于本次試驗測量中使用的試驗材料是0.016mm的鉬絲，而實際用于高頻網(wǎng)制作的是表面覆蓋了0.003mm金的直

78、徑為0.014mm的鉬絲，鍍金鉬絲直徑為0.017mm。金的密度為19.32g/m3，鉬的密度為10.2g/m3， 鉬的密度要小于金，所以覆蓋了金后的鉬絲的面密度將會有所增加，但是沒有超過200g/m2。</p><p>　　表3-1 面密度測量試驗數(shù)據(jù)</p><p>　　圖3-2 不同縱密下的織物面密度</p><p>　　3.3 鉬絲金屬網(wǎng)的實際網(wǎng)眼密度<

79、;/p><p>　　如圖3-3為密度測試圖，圖中量具為1英寸的邊長，5個不同密度的鉬絲金屬網(wǎng)分別取3個試樣進行網(wǎng)眼密度的測試，由于是手工操作，難免會有誤差。經(jīng)測試后，得出表3-2的實際網(wǎng)眼橫向和縱向密度，并給出理論金屬網(wǎng)縱密與實際金屬網(wǎng)縱密之間的對比。</p><p>　　表3-2 樣品密度測試與比較</p><p>　　由圖3-5的曲線圖可知，隨著設(shè)定參數(shù)縱密的增加，

80、織物的實際縱密也在不斷增加，而橫密則在一定范圍內(nèi)上下波動，不隨縱密的變化而變化。本實驗的機號為24，但是測量出來的橫密(縱列/英寸)卻幾乎都大于24，這是因為織物下機后橫向會有一定的收縮。如圖3-4為鉬絲網(wǎng)下機后的收縮程度。</p><p>　　由圖3-7可知，實際縱密與設(shè)定縱密相比，實際縱密均大于設(shè)定縱密，除了由于織物下機后的正常收縮外，主要是因為經(jīng)絨平的兩把梳櫛采用相反方向的墊紗運動，使兩梳形成的線圈延展線伸

81、向兩個相反方向，線圈兩邊受力均衡而呈垂直狀態(tài)，織物正面呈V形線圈排列，線圈在延展線的作用下傾斜，所以高度變矮。</p><p>　　圖3-5 不同設(shè)定縱密下織物的橫密和縱密</p><p>　　圖3-6 理論縱密與實際縱密比較</p><p>　　3.4 鉬絲金屬網(wǎng)的拉伸斷裂性能</p><p>　　本實驗測試金屬絲高頻網(wǎng)的橫向和縱向的拉伸斷

82、裂性能，從而得出負(fù)荷與伸長的關(guān)系，以及其最大受力情況，還有橫向和縱向延展性的比較等。所用的機器為WDW-20微型控制電液伺服萬能試驗機，主要用來進行金屬，非金屬材料的拉伸、彎曲、剪切、剝離、撕裂等。</p><p>　　不同縱密的金屬網(wǎng)分別選擇了3個試樣進行橫向和縱向拉伸斷裂實驗，每個試樣規(guī)格為20目*100mm， 為了防止滑移，所以兩邊運用牛皮紙固定住。試驗時，首先將夾具間距離設(shè)置成100mm，速度調(diào)為50mm

83、/min，破壞條件為20%，試驗測的數(shù)據(jù)如表3-3和3-4所示。</p><p>　　表3-3 金屬網(wǎng)的拉伸斷裂性能測試</p><p>　　表3-4 金屬網(wǎng)的拉伸斷裂性能測試</p><p>　　3.4.1金屬網(wǎng)負(fù)荷與伸長曲線研究</p><p>　　試驗細(xì)節(jié)如圖3-7，織物在拉伸時，隨著伸長的增加，織物不斷的收縮，中間部分先快速縮在一

84、起，并隨著伸長增加而變得越來越細(xì)，直到試樣開始出現(xiàn)破口時，織物就慢慢在破口處斷開。表現(xiàn)在負(fù)荷伸長曲線圖3-8上就是負(fù)荷隨著伸長的不斷增加而開始呈現(xiàn)慢速平緩增長趨勢；當(dāng)伸長到一定時，負(fù)荷開始快速增長；直到伸長達到某一值時，負(fù)荷也達到最高值，并再最高值附近快速波動幾下，之后負(fù)荷在伸長繼續(xù)增長的情況下快速減小。</p><p>　　出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因如下：開始拉伸時，織物受力產(chǎn)生彈性變形，這時是可恢復(fù)的彈性形變，所以試

85、樣慢慢縮緊變細(xì)，負(fù)荷變化緩慢；隨著織物繼續(xù)伸長，織物的形變開始不可逆，超過了其彈性變形最大值，所以負(fù)荷開始加速增大；直到試樣中某一處出現(xiàn)了較薄弱的環(huán)節(jié)時，這個位置的紗線開始慢慢斷裂，從而負(fù)荷猛增；當(dāng)出現(xiàn)一根絲斷裂時，負(fù)荷達到最大值，并緊接著在相同位置又有相鄰紗線斷裂；有幾根紗線斷裂后，織物的承受負(fù)荷能力變小，所以隨著伸長的繼續(xù)增加，負(fù)荷不斷變小，并不斷出現(xiàn)斷紗情況。圖中出現(xiàn)的突然的峰谷就是表示紗線在此處斷裂。</p>&l

86、t;p>　　圖3-7 拉伸斷裂試驗變化圖</p><p>　　圖3-8伸長負(fù)荷曲線圖</p><p>　　3.4.2 金屬網(wǎng)橫向和縱向拉伸斷裂性能比較</p><p>　　由表3-3和3-4可知織物的斷裂伸長在橫向和縱向差別很大，如圖3-9所示，橫向幾乎是縱向的2-3倍，可能是由于以下兩個原因：</p><p>　　1)縱向形成的線圈將

87、近處于豎立狀態(tài)，與水平線的夾角很大，經(jīng)過拉伸變成完全豎立狀態(tài)的可拉伸空間不大。因此，伸長距離??；而橫向形成的線圈卻幾乎處于平行狀態(tài)，與水平線的夾角很小，當(dāng)織物在拉伸時，線圈慢慢由水平狀態(tài)向豎直狀態(tài)改變，可變空間很大，因此織物可以有很大的伸長。</p><p>　　2)縱向橫列間為線圈和線圈相鄰，中間無延展線；而織物橫向的相鄰縱列間排列中間有延展線，延展線處在一個傾斜的位置，當(dāng)織物被拉伸時，延展線將會從傾斜變?yōu)樨Q直

88、狀態(tài)。</p><p>　　圖3-9 斷裂伸長比較</p><p>　　由表3-3，3-4可知得出鉬絲網(wǎng)的最大拉伸強力圖如圖3-10所示，隨著縱密的增加，橫向最大拉伸強力由低到高再到低，在縱密為8時達到最大值；縱向最拉伸強力相反，在縱密為8時最大力的值最小。同時，鉬絲網(wǎng)的橫向和縱向最大強力在縱密為8時幾乎相等。</p><p>　　圖3-10 最大拉伸強力比

89、較</p><p>　　橫向變化原因如下：當(dāng)橫密一定時，隨著縱密的增加，線圈形成的網(wǎng)眼越小，相鄰縱列間的網(wǎng)眼相隔的距離越大。當(dāng)縱密較小時，形成的網(wǎng)眼較大，當(dāng)受到拉伸時，網(wǎng)眼和延展線同時向豎直狀態(tài)收縮，而當(dāng)延展線比線圈先到豎直狀態(tài)時，拉伸的力度主要集中在延展線上，所以縱密為6列/cm時橫向強力最低。隨著縱密的增加，延展線和線圈的在力的作用下達到豎直狀態(tài)越來越接近，所以強力增大，當(dāng)延展線和線圈在同時達到豎直狀態(tài)時，這

90、時受力可以達到最大。繼續(xù)增加縱密，則線圈會優(yōu)先于延展線豎直，所以最大強力下降?？v向變化原因如下：當(dāng)縱密在6列/cm時，形成的網(wǎng)眼很大，所以織物彈性很大，受到的強力也大。而縱密在10列/cm時，形成的網(wǎng)眼小，線圈間連接非常緊密，由于線圈之間相互的牽扯力，可受到的強力也大。縱密在8列/厘米時，彈性和線圈間的牽制力都不突出，所以強力較低。總之，由于天線反射網(wǎng)要求橫縱向強力相似，所以由此試驗可以看出，當(dāng)縱密在8列/厘米時最適合。</p&g

91、t;<p><b>　　4 結(jié)論</b></p><p>　　本課題主要研究對用于航天航空衛(wèi)星天線反射器的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的開發(fā)，主要從原料的選擇、組織結(jié)構(gòu)設(shè)計、紗線加工、整經(jīng)工藝和整經(jīng)設(shè)備的選擇和改造，編織工藝和機件的選擇與優(yōu)化、產(chǎn)品性能的測試與分析等各個環(huán)節(jié)展開了實驗和分析研究。通過本次課題的最終用途，選擇了各項性能優(yōu)越的鉬絲作為原材料，以及通過比較和對照設(shè)計了適合的組織結(jié)構(gòu)，以

92、及基本參數(shù)規(guī)格，從而確定了工藝路線。通過采用電纜行業(yè)的絞線機對紗線進行絞合，從而克服了金屬絲剛性大，不適合編織的難題，實現(xiàn)了鉬絲的可編織性。再根據(jù)鉬絲紗線的自身特性和編織特性，對整經(jīng)和編織過程的機件進行改造和選擇。最后是對織出的成品金屬網(wǎng)進行外觀和性能上分析，探討和分析了本課題成品的優(yōu)缺。綜合上述研究，得到的結(jié)論如下：</p><p>　　1. 原料選擇：金屬鉬絲具有熔沸點高、強度高、熱膨脹系數(shù)低、抗電磁輻射性能

93、好等許多優(yōu)異的性能，非常適合用于織造衛(wèi)星天線反射器的網(wǎng)面材料。但是由于其較大的彎曲剛度、彈性模量、脆性，以及較差的延展性和彎曲性能，使單根鉬絲容易斷裂，不利成圈，難以直接用于編織，而利用并線加工工藝將多根較細(xì)的鉬絲加捻合股成紗線可以改善其可編織性能。</p><p>　　2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計：國外主要采用經(jīng)絨平，經(jīng)平絨，經(jīng)緞等組織進行編織，考慮到高頻網(wǎng)的要求的網(wǎng)眼較小，所以結(jié)構(gòu)緊實的經(jīng)絨平相對較適合鉬絲網(wǎng)的編織。為了使

94、鉬絲的編織順利，防止因為織針過細(xì)而對紗線有過大摩擦，同時又滿足其對網(wǎng)眼大小以及成品密度的要求，織針規(guī)格在24E時最適合。</p><p>　　3. 鉬絲改造：通過對多根超細(xì)鉬絲進行加捻并和，使鉬絲紗線既具有足夠強度，也可以有更好的柔性和彈性，從而改善其可編織性。傳統(tǒng)的環(huán)錠紡難以適應(yīng)金屬絲的并線，其加工的紗線具有明顯的殘余扭矩，外觀呈現(xiàn)螺旋線形態(tài)，對后續(xù)的整經(jīng)和編織過程造成很大的影響。而電纜行業(yè)的絞線機卻很適合對與

95、超細(xì)鉬絲的加工，絞線均勻度好，排列緊密，殘余扭矩小，無捻線纏繞狀況，使得鉬絲可編織性更為優(yōu)越。</p><p>　　4. 整經(jīng)改進：由于鉬絲的剛性大，脆性大，彎曲性能差，所以在編織過程中應(yīng)該盡量保持小的紗線張力，使得紗線損傷越小。因此，整經(jīng)機器的簡單配置更加適合鉬絲的整經(jīng)，因為紗線輸送過程中受到較小的摩擦，同時低速使紗線保持張力平穩(wěn)。一般的筒子架由于其占地面積大，路程遠，浪費紗線，常用軸向退繞不適合鉬絲；采用東華

96、大學(xué)自制筒子架更加適合鉬絲的退繞，固定式筒子架占地面積小，縮短整經(jīng)行程，節(jié)省昂貴的紗線材料，紗線無纏結(jié)現(xiàn)象，采用切向退繞方式，不容易斷紗，從而提高整經(jīng)質(zhì)量。</p><p>　　5. 編織過程：鉬絲紗線特殊的編織特性，對編織機及其編織工藝的優(yōu)化提出了較高的要求。選用拉舍爾經(jīng)編機有利于減小紗線張力，改善鉬絲的編織性，復(fù)合針針頭較小，適合編織小網(wǎng)眼織物。采用EBA型電子送經(jīng)和凸輪式橫移機構(gòu)可以更平穩(wěn)精確地控制紗線的送

97、經(jīng)量和梳櫛的橫移運動，從而有效地提高金屬網(wǎng)的均勻性和整體質(zhì)量。 </p><p>　　6. 金屬網(wǎng)成品在尺寸性能和線圈形態(tài)上取得較好的試驗成果，織出來的金屬網(wǎng)織路清晰，排列緊密。當(dāng)縱密為8列/厘米 時，織物橫向和縱向強力相似，相比其他縱密的鉬絲網(wǎng)，更加適合衛(wèi)星天線的反射網(wǎng)。</p><p>　　雖然本課題取得了很大的進步，但是在研究中還存在一些不足，需要在以后的工作中加以完善?？梢詮囊韵聨?/p>

98、個方面進一步深入研究。</p><p>　　1. 鉬絲在織造過程中，斷紗現(xiàn)象時有發(fā)生。主要發(fā)生在整經(jīng)階段如果有接頭的地方。所以整經(jīng)過程尤為重要，對最后的織造有很大的影響。因此如果紗線筒子上的鉬絲長度更加精確的配置，則可以在整經(jīng)階段盡量減少接頭，從而減少織造時的斷頭，使編織更加順暢。</p><p>　　2.計算鉬絲網(wǎng)的上機參數(shù)時，主要是根據(jù)紡織產(chǎn)業(yè)中的理論公式進行計算，應(yīng)用到金屬絲，可能

99、會發(fā)生變化，應(yīng)該多試驗不同參數(shù)下的織物性能。</p><p>　　3. 由于試驗儀器有限，所以對于鉬絲金屬網(wǎng)的其它性能還不能完全通過試驗分析出來。如電磁波反射性能、抗折疊性能和抗蠕變性能，以及這些性能與織物組織結(jié)構(gòu)、編織工藝、紗線加工工藝之間的關(guān)系。</p><p>　　4. 鉬絲編織過程中，很容易扭在一起，即編織好的鉬絲網(wǎng)兩邊會向中間卷曲，形成細(xì)長條，這對于試樣的制作和測試，以及后期的

100、使用帶來了一定的艱難性。同時，由于其金屬絲的剛性，在受到扭折之后，就會出現(xiàn)折印，也給后期的應(yīng)用帶來不便和浪費。因此可以嘗試探索特殊的后整理方式，使織物在既保持著原來特性的基礎(chǔ)上，不容易出現(xiàn)褶痕以及卷曲。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　黃桂平，范生宏，欽桂勤，張麗華，王京海.大型星載網(wǎng)狀天線型面檢測技術(shù)與工程實踐[J].紅外與激光工程

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