一种负曲率异形截面预制件的二维编织方法

摘要

本发明公开一种负曲率异形截面预制件的二维编织方法，该二维编织方法采用等效边长编织负曲率异形截面预制件。在编织准备阶段，以制件横截面中的负曲率部分为基准，采用等效边长的方法将负曲率边等效为正曲率边，然后用等效后的横截面形状设计组合芯模。按制件形状要求选择合适的编织角和编织结构上机编织。本发明提供的方法简单，切实可行，制得的制件质量有所提高，最主要的是本发明提供的方法解决了负曲率异形截面预制件难以成形和生产过程中机械自动化程度低的问题，提高了生产效率，适于工业化推广。

说明书

技术领域

本发明涉及二维编织领域，尤其涉及一种负曲率异形截面预制件的二维编织方法。

背景技术

复合材料由于轻质高强、抗腐蚀、可设计性突出等特点，已经广泛应用于航空航天、交通、建筑、医学、体育、信息技术等领域。常用的复合材料成型工艺有连续缠绕成型、拉挤成型等。连续缠绕成型工艺适于制作管状中空型容器，拉挤成型工艺适于制作具有特定横截面形状的线性型材，但对于常用的负曲率异形截面预制件，这些成型工艺皆不适用。由于这些工艺本身的特点，在制作负曲率异形截面预制件的过程中，纤维不能紧贴芯模表面，易造成制件横截面形状变形等问题，严重影响下一步的加工。对于负曲率异形截面预制件的成型，传统的成型方法是手糊法和预浸料人工铺贴，这两种成型方法虽然工艺简单，不受制件尺寸和形状限制，但由于生产过程以人工作业为主，机械自动化程度低，生产周期长、速度慢、效率低，制约了批量生产，且存在质量不易控制，性能稳定性差等缺点。此外，传统二维编织虽然可以编织一些异形截面预制件，但仍存在负曲率异形截面制件不能成形的难题。所以，本发明提出了一种负曲率异形截面预制件的二维编织方法，即采用等效边长编织负曲率异形截面预制件。利用等效边长编织负曲率异形截面预制件具有以下优点：一是制件结构完整，成形良好，质量易于控制、性能稳定性好。二是工艺简单，加工便捷，生产过程机械自动化程度高，速度快，效率高，易于工业化生产。

发明内容

技术问题：本发明为了解决负曲率异形截面预制件不易成形的问题，提出一种用等效边长的方法编织负曲率异形截面预制件。

技术方案：本发明提出的一种负曲率异形截面预制件的二维编织方法，是通过以下技术方案实现的：

一种负曲率异形截面预制件，是采用等效边长的方法进行编织的。

所述的等效边长方法是指在编织准备阶段，以制件横截面中的负曲率部分为基准，将负曲率边等效为正曲率边。

一种负曲率异形截面预制件的二维编织方法，包括以下步骤：

第一步：按照产品性能要求，选择所需纱线。

第二步：测量出预制件横截面中负曲率边的边长。

第三步：按等效边长的方法将负曲率边等效为正曲率边并用等效后的横截面形状设计组合芯模。

第四步：以上述组合模为芯模在编织机上编织预制件。

第五步：取出组合芯模中的等效芯模并使预制件贴附在未取出的芯模上，然后取出余下芯模即可得到所需的负曲率异形截面预制件。

本发明对比其它成型工艺有以下优点：

(1)制作出的制件结构完整，成形良好，质量易于控制、性能稳定性好。

(2)制作工艺简单，加工便捷，生产过程机械自动化程度高，速度快，效效率高，易于工业化生产。

附图说明

图1为实施例1中涉及的示意图。

标号说明：1-制件横截面示意图；2-等效制件的横截面示意图；3-组合芯模的横截面示意图；4-二维编织机编得的制件横截面示意图；5-取出等效芯模2后制件的横截面示意图；6-将等效边贴附于芯模1后制件的横截面示意图；7-取出芯模1后制件的横截面示意图。

图2为实施例2中涉及的示意图。

标号说明：8-制件横截面示意图；9-等效制件的横截面示意图；10-组合芯模的横截面示意图；11-二维编织机编得的制件横截面示意图；12-取出等效芯模2、3、4、5后制件的横截面示意图；13-将等效边贴附于芯模1后制件的横截面示意图；14-取出芯模1后制件的横截面示意图。

具体实施方式

实施例1

编织负曲率异形截面预制件，横截面如图1的1所示：由两个圆弧组成的月牙形。制品总长度500mm，外圆弧弧长50mm，内圆弧弧长35mm，织造过程如下：

1)首先，按产品性能要求选择编织纱。

2)测量出负曲率边即内弧的长度，长度35mm。

3)按等效边长的方法将负曲率边等效为正曲率边并用等效后的横截面形状(如图1的2)设计组合芯模。

4)制造组合芯模。首先按照原截面形状和尺寸制造出芯模1，然后制造出截面周长是 负曲率边边长2倍的等效芯模2。将两个芯模组合即得到需要的组合芯模，横截面如图1的3所示。

5)在二维编织机上进行预制件的编织，编织角为45°，织物的编织结构为2×2。

6)将编织好的预制件从编织机上取下，此时制件的横截面如图1的4所示，取出组合芯模中的2号模(横截面如图1的5)，并使制件贴附在未拆的1号模上(横截面如图1的6)，取出1号芯模即可得到横截面为月牙形的二维编织预制件，制件的横截面如图1的7所示。

实施例2

编织负曲率异形截面预制件，横截面如图2的8所示：四边均为负曲率边。制品总长度500mm，四边边长均为60mm，织造过程如下：

1)首先，按产品性能要求选择编织纱。

2)测量出负曲率边的边长，边长为60mm。

3)按等效边长的方法将负曲率边等效为正曲率边并用等效后的横截面形状(如图2的9)设计组合芯模。

4)制造组合芯模。首先按照原截面形状和尺寸制造出芯模1，然后制造出截面周长是负曲率边边长2倍的组合芯模2、3、4、5。将五个芯模组合即得到需要的组合芯模，横截面如图2的10所示。

5)在二维编织机上进行预制件的编织，编织角为45°，织物的编织结构为2×2。

6)将编织好的预制件从编织机上取下，此时制件的横截面如图2的11所示，取出组合芯模中的2、3、4、5号模(横截面如图2的12)，并使制件贴附在未拆的1号模上(横截面如图2的13)，取出1号芯模即可得到所需的二维编织预制件，制件的横截面如图2的14所示。