三維筒狀織物的織造技術(shù)研究.pdf

1、筒狀結(jié)構(gòu)件作為工程中應(yīng)用廣泛的一種基本構(gòu)件，使用筒狀織物作為增強(qiáng)體的復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、比剛度與比強(qiáng)度高、耐疲勞性能優(yōu)異、耐腐蝕性能好等特點(diǎn)。現(xiàn)今，隨著輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料需求的不斷發(fā)展，筒狀立體織物的織造已成為一種重要的研究方向。
　　三維筒狀機(jī)織物的織造技術(shù)發(fā)展非常迅速，目前在國(guó)內(nèi)外已陸續(xù)出現(xiàn)多種織造方法和相關(guān)的三維筒狀織機(jī)。但這些織造方法都存在一定不足，如織造效率低，產(chǎn)品適應(yīng)性差等；且三維筒狀織機(jī)也大多處于手動(dòng)或半機(jī)械狀態(tài)，而且

2、很難保證所得三維織物的質(zhì)量，可織造的三維機(jī)織物的種類(lèi)也很有限。因此要實(shí)現(xiàn)三維機(jī)筒狀織物的機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)，必須研發(fā)高效率、自動(dòng)化的三維筒狀織機(jī)。
　　本論文首先介紹了一種新型三維筒狀織物的成型方法——圓軌道法織造，圓軌道法的經(jīng)紗沿圓周方向排列，可沿圓形軌道做周向運(yùn)動(dòng)；緯紗則是沿徑向引入織口，采用周向開(kāi)口，徑向梭口，因徑向梭口是開(kāi)放的，可以實(shí)現(xiàn)引緯的連續(xù)化和編織過(guò)程的自動(dòng)化。根據(jù)圓軌道法成型原理分析其所適用織制的組織結(jié)構(gòu)，并對(duì)織物的基

3、本參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論，可知不同組織結(jié)構(gòu)具有不同的引緯形式，且其經(jīng)紗數(shù)除滿足組織設(shè)計(jì)外，仍需滿足引緯形式。正交組織經(jīng)紗采用偶數(shù)為宜；三向多層組織結(jié)構(gòu)各層軌道上經(jīng)紗采用奇數(shù)個(gè)為宜，且相鄰兩個(gè)軌道上的經(jīng)紗也應(yīng)為偶數(shù)，以此得到穩(wěn)定織物。
　　本論文通過(guò)圓軌道織造法，成功設(shè)計(jì)了三維筒狀織機(jī)，并搭建了樣機(jī)，主要包括開(kāi)口機(jī)構(gòu)，儲(chǔ)紗式送經(jīng)機(jī)構(gòu)，引緯機(jī)構(gòu)以及墊紗的引入等。經(jīng)過(guò)組織結(jié)構(gòu)和基本結(jié)構(gòu)參數(shù)（包括織物厚度，引緯方式以及經(jīng)紗懸掛數(shù)）分析研究，采

4、用滌綸股線完成了正交結(jié)構(gòu)織物和三向多層結(jié)構(gòu)織物的織造。
　　兩種織物下機(jī)后采用火棉膠將織物的結(jié)構(gòu)固定，測(cè)試織物下機(jī)后的相關(guān)參數(shù)，圖像采集經(jīng)紗在織物中的表面形態(tài)；然后對(duì)織物沿緯向切片，采集切片圖并結(jié)合圖像處理技術(shù)觀測(cè)實(shí)際織物結(jié)構(gòu)中紗線形態(tài)和截面形狀，發(fā)現(xiàn)：
　?。?）成型織物的經(jīng)密與織物組織結(jié)構(gòu)，軌道懸掛經(jīng)紗數(shù)和卷取機(jī)構(gòu)的直徑等因素有關(guān)。
　　（2）正交組織織物中經(jīng)紗表面狀態(tài)為沿織物的豎直方向延伸，而三向多層織物的經(jīng)紗在

5、織物表面傾斜，呈現(xiàn)斜交狀態(tài)。
　?。?）兩種織物切片圖與設(shè)計(jì)的截面圖較為相符，驗(yàn)證了圓軌道法的可行性，但因?qū)嶋H操作中引緯力和打緯力的不足等因素，造成織物的切片圖與設(shè)計(jì)的截面圖還是存在一定差距；同正交織物相比，三向多層結(jié)構(gòu)的織物具有更大的交織，經(jīng)紗堆砌程度小，交織幅度大。
　　研究結(jié)果表明，圓軌道織造法是正確的、筒狀織物的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)合理的、制定的各項(xiàng)工藝參數(shù)是可行的、三維筒狀織機(jī)的設(shè)計(jì)與制作是成功的，為以后采用高性能纖維進(jìn)