復合材料旋轉法三維編織成型及其實驗平臺研究.pdf

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

2、織工藝，確定了旋轉法三維編織的工藝方案。并對旋轉法三維編織設備的結構形式進行方案設計與分析，得到了一種攜紗器數(shù)目多，軌跡變化能力強的結構設計方案。
　　通過建立底盤部件排布的數(shù)學模型，研究角輪式編織機底盤運動部件的位置關系，給出攜紗器軌跡的決定因素、數(shù)學表示與算法。通過分析織物的成型過程，得到紗線在本文設計方案中的交織條件，建立攜紗器軌跡與織物結構之間的聯(lián)系。此外，應用控制體積單元法對特定排布及運動規(guī)律下的織物結構進行分析，建立織

3、物結構參數(shù)之間以及織物尺寸與工藝參數(shù)之間的關系。并在單胞模型的基礎上分析織物的結構組成，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。
　　針對錐套類織物，應用所提出的軌跡算法與單胞模型計算紗線軸線在編織運動中的空間位置，得到其軸線在織物中的特征點。為更好的逼近紗線的自然彎曲狀態(tài)，以各特征點為樣條曲線的控制點進行擬合，并將得到的三次B樣條曲線坐標點導入三維建模軟件，實現(xiàn)三維編織實體的織物結構仿真。
　　根據(jù)所設計的三