基于空間群P4對稱性的三維編織材料的結(jié)構(gòu)及工藝研究.pdf

1、三維編織材料具有高比強(qiáng)度、高比模量，高的損傷容限和斷裂韌性，在航空航天、體育用品和汽車等結(jié)構(gòu)件中得到應(yīng)用。受加工方法的制約，用群論推導(dǎo)的很多新三維編織幾何結(jié)構(gòu)還無法加工。傳統(tǒng)三維編織材料受加工效率低和生產(chǎn)成本高等因素的影響，急需開發(fā)新幾何結(jié)構(gòu)的三維編織材料及其加工工藝。
　　本文針對基于空間群P4對稱性的三維編織材料主要進(jìn)行了以下研究工作：
　　滿足空間群P4對稱性的三維編織幾何結(jié)構(gòu)已被證明是一種合理的紗線交織方式，考慮該幾

2、何結(jié)構(gòu)的完整性和表面紗線的連續(xù)性，分析編織紗線在三維空間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而獲得板塊三維編織材料的完整幾何結(jié)構(gòu)。用代表性體積單元法分析該三維編織材料的幾何結(jié)構(gòu)，建立板塊三維編織材料的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算三維編織材料單元結(jié)構(gòu)參數(shù)和預(yù)測纖維體積百分含量，并試驗(yàn)驗(yàn)證編織工藝的可行性。
　　基于空間群P4對稱性的管狀三維編織材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)及其單元特性，建立管狀三維編織材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)的幾何模型，分析編織幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化關(guān)系，并預(yù)測管狀三維編織材料的纖

3、維體積百分含量及變化趨勢。分析管狀三維編織材料的編織工藝及紗線的空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，試驗(yàn)驗(yàn)證管狀編織工藝的可行性。
　　針對基于空間群P4對稱性的板塊三維編織材料的加工工藝要求，分析編織工藝中攜紗器的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，初步設(shè)計(jì)了加工板塊三維編織材料的工藝裝備。攜紗器的橫向運(yùn)動(dòng)采用鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)攜紗器的精確定位和運(yùn)動(dòng)循環(huán)，動(dòng)力采用步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)間歇進(jìn)給；攜紗器的縱向運(yùn)動(dòng)采用氣動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其快速定位，用可編程控制器實(shí)現(xiàn)橫縱運(yùn)動(dòng)的順序控制。