連續(xù)變厚度平面板狀三維機(jī)織物的研制.pdf

1、隨著航空業(yè)的發(fā)展，業(yè)界對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油效率和碳排放的要求不斷提高，航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)采用的涵道比不斷增大，風(fēng)扇部件尺寸隨之加大，這使得風(fēng)扇段的質(zhì)量占發(fā)動(dòng)機(jī)總重量的比例也不斷增大。風(fēng)扇葉片質(zhì)量的減少是減少發(fā)動(dòng)機(jī)總重量的重要途徑。而復(fù)合材料在風(fēng)扇葉片上的使用是減輕風(fēng)扇質(zhì)量的重要方法。隨著復(fù)合材料風(fēng)扇葉片的進(jìn)一步發(fā)展，國(guó)外公布了三維編織預(yù)制件樹脂模塑傳遞成型的掠形大流量寬弦復(fù)合材料風(fēng)扇葉片，使用三維編織技術(shù)生產(chǎn)復(fù)合材料風(fēng)扇葉片的預(yù)制件，減輕了風(fēng)扇

2、葉片的重量。
　　縱觀國(guó)外高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合材料風(fēng)扇葉片的現(xiàn)狀及發(fā)展，樹脂基復(fù)合材料的研究是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)提高效率的關(guān)鍵，復(fù)合材料風(fēng)扇葉片必將具有更大的應(yīng)用前景。且我國(guó)在使用三維織物作為復(fù)合材料風(fēng)扇葉片預(yù)制件的研究并未大量展開。因此，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合材料風(fēng)扇葉片三維織物預(yù)制件的研究具有一定意義。本文結(jié)合風(fēng)扇葉片基本形狀，將其拓展為變厚度平板狀，并結(jié)合多綜眼多劍桿織機(jī)進(jìn)行連續(xù)變厚度三維機(jī)織物的研究。
　　首先，本論文多對(duì)綜眼多劍桿織

3、機(jī)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)其送經(jīng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改造，設(shè)計(jì)了一種可自動(dòng)反轉(zhuǎn)的送經(jīng)機(jī)構(gòu)；使織機(jī)在織造過程中，當(dāng)經(jīng)紗張力由于某些原因而降到零甚至出現(xiàn)松弛時(shí)，自動(dòng)反轉(zhuǎn)經(jīng)軸，來保持經(jīng)紗張力均勻，并保留了一般送經(jīng)機(jī)構(gòu)的功能。經(jīng)工藝改進(jìn)后，上機(jī)試織，織造連續(xù)變厚度三維機(jī)織物時(shí)，各層經(jīng)紗張力均勻，梭口清晰，為順利引緯提供了有利條件。
　　然后，本論文結(jié)合三維機(jī)織物基本結(jié)構(gòu)分別對(duì)連續(xù)變厚度三維機(jī)織物進(jìn)行了組織結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。結(jié)合厚度影響因素可知連續(xù)變厚度組織設(shè)

4、計(jì)原理：
　?。?）在經(jīng)紗線密度不變時(shí)，通過逐步增加緯紗與經(jīng)紗交織層數(shù)，在增加交織層數(shù)的同時(shí)增加了緯紗根數(shù)；
　?。?）引入緯向墊紗，增加織物內(nèi)緯紗根數(shù)來增加織物厚度；
　?。?）結(jié)合上面兩種方式，引入緯紗線密度變化，來實(shí)現(xiàn)織物厚度的增加。
　　比較三種組織設(shè)計(jì)，多層接結(jié)組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較大的變化，且滿足風(fēng)扇葉片尖端薄的要求，最終本課題確定采用多層接結(jié)組織進(jìn)行連續(xù)變厚度三維機(jī)織物的設(shè)計(jì)。
　　最后，本論文對(duì)

5、所設(shè)計(jì)的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行上機(jī)織造，織造了三種不同規(guī)格試樣。并對(duì)所織三維機(jī)織物進(jìn)行下機(jī)厚度數(shù)據(jù)測(cè)量和切片分析。其中分析得到：織物結(jié)構(gòu)變化引起的厚度變化較大，相同結(jié)構(gòu)交織層數(shù)逐步變化，每次變化厚度增加的幅度不大，可以認(rèn)為厚度變化是連續(xù)的；引入了緯紗線密度變化時(shí)，織物相鄰截面厚度增加值在1mm以內(nèi)，可以認(rèn)為三維機(jī)織物厚度實(shí)現(xiàn)連續(xù)變化；且所織造織物下機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，外觀均勻良好，織物厚度幾乎達(dá)到連續(xù)變化，且織物整體厚度增加大，證明本課題所采用的方案切實(shí)