三维编织

摘要： 研究基于轨道变换法的突变截面三维织物编织成型方法。给出基于轨道变换法的轨道拼接机理:连通处于织物截面形状内的轨道,同时堵死织物截面形状以外的轨道。根据轨道交叉点处变轨转盘的状态分析编织过程中增加或减少纱线的方法,总结变截面过程中轨道的交叉变换规律及纱线数量变化规律;需要改变三维编织物的横截面形状时,在锭子运动至变轨转盘区域前,变换目标截面形状边缘的变轨转盘状态,可实现轨道的交叉变换,此时纱线数量的变化量是参与编织的角轮数量的变化量的2倍。以矩形-圆形-矩形突变截面三维编织物为例,研究编织过程中轨道的拼接工艺,并对织物的整体尺寸进行计算。该方法采用普通携纱器即可完成突变截面三维织物的整体编织任务,且操作过程简单易懂。

摘要： 高强度和高模量的碳纤维在增强环氧树脂基复合材料中存在韧性差、易分层的不足,文章采用三维编织工艺将超高分子量聚乙烯(UHMWPE,UH)和碳纤维(CF)进行混编,通过真空导入(VIP)成型工艺制备了三维编织UH/CF增强树脂基复合材料,研究了UH/CF不同纱线比对弯曲性能的影响。研究结果表明,不同混编比复合材料的弯曲强度、弯曲模量和最大应变都介于两种单一纤维增强复合材料的弯曲性能之间,由碳纤维替换相对含量为25%的超高分子量聚乙烯纤维后,弯曲强度和弯曲模量分别提升了106.56%和77.45%;相反,超高分子量聚乙烯纤维相对含量的增加提高了混编复合材料的最大应变,可以克服CF复合材料韧性差的缺点。

摘要： 2022年北京冬奥会“飞扬”火炬主要分为外飘带、内飘带和氢气燃烧装置3个部分。火炬“飞扬”的外飘带造型非常特殊,是一个高维曲面体,对于工程化制造来说是一种极其复杂的异形结构件。东华大学教授、本刊副主编孙以泽带领东华大学三维编织团队,用碳纤维从经向、纬向、法向三个维度编织,然后与耐高温的第三代聚硅氮烷树脂能形成碳纤维复合材料。

摘要： 航天装备面临着越来越严苛的热环境,对防热材料的性能要求不断提高。三维编织碳/酚醛复合材料是一种综合性能优异的烧蚀防热材料,并且得益于三维编织预制体的特殊结构而具有极佳的可设计性,能够实现防热-结构一体化要求,随着编织工艺和成型工艺的不断发展,三维编织碳/酚醛逐渐成为航天领域热防护系统理想的候选材料。本文从三维编织碳纤维预成型体、酚醛树脂基体、成型工艺、复合材料耐烧蚀性能四个方面总结了三维编织碳/酚醛复合材料的相关研究进展。

摘要： 三维编织复合材料因其优异的力学性能而得到广泛应用,对其力学性能的研究也取得一些成果。综述了近些年国内外对三维编织复合材料力学性能的研究进展,主要包含试验研究、理论研究,总结了目前研究存在的问题,并对未来的研究趋势做出了展望。

摘要： 基于三维编织成型及真空辅助树脂传递成型技术,制备了编织纱和轴纱不同混杂方式(编织纱/轴纱:碳纤维-碳纤维(CF-CF)、碳纤维-玻璃纤维(CF-GF);玻璃纤维-碳纤维(GF-CF》)增强环氧树脂(EP)的三类三维编织复合材料薄壁圆管,通过准静态轴向压溃及详细的破坏断面观察,研究了纤维混杂方式对薄壁圆管的能量吸收性能和破坏模式的影响.研究发现:CF-CF/EP样品的比能量吸收值分别比GF-CF/EP大36％,比CF-GF/EP大12％.编织纱为碳纤维时(CF-CF/EP及CF-GF/EP),圆管的破坏模式均为折叠破坏模式,编织纱采用碳纤维能有效地遏制中央裂纹的轴向扩展,折叠变形的三维结构内部发生了较多细小的微观破坏.而编织纱为玻璃纤维的GF-CF/EP,破坏模式则为开花内外弯曲式,中央裂纹产生,三维结构呈现分层并向圆管内外弯曲.

摘要： 三维编织复合材料因其优异的力学性能而得到广泛应用,对其力学性能的研究也取得一些成果.综述了近些年国内外对三维编织复合材料力学性能的研究进展,主要包含试验研究、理论研究,总结了目前研究存在的问题,并对未来的研究趋势做出了展望.

摘要： 三维编织预制体是高性能复合材料增强相.三维编织装备的数字化程度决定了三维编织预制体的可设计性、成型精度和可追溯性.为解决传统编织机数字化程度低的瓶颈,本文研制了一种数字化多轴向水平放纱三维编织原理样机.根据步进驱动原理设计实现原理样机的六齿型空心轴拨盘,并通过建立纱线空间运动模型设计制备恒张力水平放置携纱器.采用Visual Studio设计开发基于Windows 7以上64位操作系统的CAE实时控制程序,以STM32微控制器为基础,设计原理样机的下位机硬件控制电路.根据空间运动学原理,在笛卡尔坐标系下建立纱线运动轨迹模型,模拟纱线的运动轨迹,并使用850D聚丙烯纤维进行验证实验.运用本文设计的编织原理样机进行实验,获得的编织结构与仿真结果吻合的较好,证明了原理样机编织多层织物结构的可行性,同时验证了仿真结果的准确性.

摘要： 碳化硅核燃料包壳的研究是核燃料元件领域的一个研究热点.三维编织预制体具有独特的力学优势,三维编织技术在碳化硅核燃料包壳中有着广泛的应用.本文讨论了三维编织预制体的技术特点,介绍了三维编织技术在碳化硅核燃料包壳中的应用.

摘要： 随着超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维在轻质复合材料方面的应用越来越广泛,UHMWPE纤维作为增强基体制造符合材料的研究日益深入,但经过三维编织结构加工成的复合材料的应用性能研究尚在初期.本文以UHMWPE纤维做为轻质增强基体,采用三维编织的方法,经过真空模塑成型(VARTM)工艺制备复合材料.在相同的真空注塑成型工艺条件下,对比不同编织结构对复合材料的树脂体积分数、面密度、弯曲性能和抗拉伸性能的影响.通过对比深交联、浅交弯联、浅交直联编织结构VARTM制备的复合材料力学性能,结果表明:深交联结构复合材料的力学性能优于浅交弯联和浅交直联结构三维复合材料.

摘要： 介绍了碳纤维三维编织技术应用比较广泛的几种类型,四步法编织和二步法编织,阐述了三维编织技术的独特优点,介绍了碳纤维三维编织技术在航天领域的应用.

摘要： 为了探索三维编织工艺用于高性能复合材料的低成本制造,首先对工程上常用的几种一维、二维复合材料管件的制作工艺进行了分析,指出了各自的优缺点,并进一步说明三维复合材料管件的性能优势。针对三维复合材料性能优越但成本昂贵的普遍认识,本工作指出三维编织工艺技术结合RTM成型工艺是实现高性能复合材料管件制造的低成本技术途径之一。最后通过实用的圆形管件型材的试制展示了整个三维编织工艺实现过程,并进而对各种类型管型制品的三维编织工艺的实现进行了展望。

摘要： 本文综述了三维编织复合材料及其RTM成型工艺和发展过程。同时，简单介绍了一种新的工艺，该工艺可降低成本并且能够提高复合材料制品的力学性能。

摘要： 三维编织碳纤维增强环氧树脂复合材料(C3D/EP)具有许多优异性能，但其表面能较低、亲水性差、与涂层结合力较弱，难于进行某些表面涂覆处理，从而限制了其应用。rn 本文采用介质阻挡放电空气等离子体处理的方法对C3D/EP表面进行改性，对经不同时间处理的C3D/EP试样进行接触角测量和XPS测试，并与未经等离子体处理的试样进行比较。结果表明，经30s、60s、120s等离子体处理的C3D/EP表面水接触角比未处理试样分别下降53.7%、55.6%和56.6%。XPS结果显示，从未处理到处理30s，再到处理60s，氧含量增加较多，氮含量增加很少;从处理60s到120s，氧含量变化不大，氮含量则有较大幅度的提高;随等离子体处理时间的延长，材料表面羟基、羧基含量均呈上升趋势，并有被氧化的含氮官能团出现。可见，适当的等离子体处理可以增加C3D/EP表面的含氧、含氮极性基团，并进而改善材料的亲水性。这对于该类材料的后续表面处理具有十分积极的作用。

摘要： 随着中国工业的快速发展,石油管道,输水管道和污水管道需求显著增加,对于管道的性能如耐腐蚀和耐磨损性能要求越来越高.本项目采用耐高温和耐腐蚀耐摩擦磨损性能优异的聚醚醚酮纤维和碳纤维混编,采用三维编织技术与热压技术结合,制备了不同纤维含量的C3D/PEEK复合材料.研究了工艺条件、碳纤维体积含量对复合材料力学性能的影响,同时探讨了C3D/PEEK复合材料的摩擦磨损性能,并对该复合材料在不同条件下的磨损机理进行了深入探讨,将该材料用于修补和制备塑料管道内壁.

摘要： 三维编织复合材料是新型的先进材料,在航空航天高技术领域具有特殊的优势并发挥的重要作用。本文分析了传统三维编织复合材料的优势和不足,指出了影响该材料大范围推广应用的障碍,特别针对现有三维五向编织复合材料力学性能上的缺陷进行了分析,从材料细观结构角度提出了改进途径,给出了三维全五向编织复合材料的概念,指出了今后该材料可发展的应用领域。

摘要： 根据三维七向织物的真实几何形状，采用等效几何法，获得其各个纱线的位置参数，并建立其单胞结构模型，采用刚度体积平均法，计算了三维七向编织复合材料的弹性参数。结果表明，对于三维七向编织陶瓷基复合材料，理论预测值呈现预测偏差较大，有关力学性能精确的描述和完善的理论有待大量的实验结果予以验证和进一步研究。

摘要： 根据三维七向织物的真实几何形状，采用等效几何法，获得其各个纱线的位置参数，并建立其单胞结构模型，采用刚度体积平均法，计算了三维七向编织复合材料的弹性参数。结果表明，对于三维七向编织陶瓷基复合材料，理论预测值呈现预测偏差较大，有关力学性能精确的描述和完善的理论有待大量的实验结果予以验证和进一步研究。

摘要： 根据三维七向织物的真实几何形状，采用等效几何法，获得其各个纱线的位置参数，并建立其单胞结构模型，采用刚度体积平均法，计算了三维七向编织复合材料的弹性参数。结果表明，对于三维七向编织陶瓷基复合材料，理论预测值呈现预测偏差较大，有关力学性能精确的描述和完善的理论有待大量的实验结果予以验证和进一步研究。

摘要： 根据三维七向织物的真实几何形状，采用等效几何法，获得其各个纱线的位置参数，并建立其单胞结构模型，采用刚度体积平均法，计算了三维七向编织复合材料的弹性参数。结果表明，对于三维七向编织陶瓷基复合材料，理论预测值呈现预测偏差较大，有关力学性能精确的描述和完善的理论有待大量的实验结果予以验证和进一步研究。

摘要： 本申请关于一种四针床经编机、三维织物编织方法以及三维间隔织物，涉及纺织加工与纺织机械技术领域。该四针床经编机包括成圈机构、送经机构以及牵拉卷取机构；送经机构位于成圈机构的上方，牵拉卷取机构位于成圈机构的下方，成圈机构包括四个针床、针床导轨以及导纱针。在织造过程中，送经机构将原料送入成圈机构中，通过成圈机构中相互垂直的第一针床以及第二针床，织造出在两个不同方向上均具有面层的三维间隔织物，该三维间隔织物具有两个相互垂直的面层，可以在间隔织物收到不同方向的外力时，保持稳定的力学性能。

摘要： 本发明涉及三维编织管及制作该三维编织管的三维编织机和编织工艺，三维编织管包括多个代表性体积单元，每个代表性体积单元均由两根由对应周向携纱器周向运动而形成的周向纱线节和两根由对应径向携纱器径向移动而形成的径向纱线节构成，同一个代表性体积单元中任意一根纱线节穿插于其相邻两根纱线节之间，各代表性体积单元排列成各纱线节在圆周方向上对应顺序相接、在轴向上对应顺序相接的圆管结构。本发明提供了一种基于空间群P4的三维编织管及制作该三维编织管的三维编织机和编织工艺。

摘要： 本发明公开了一种三维过滤网编织工艺及三维过滤网织物，所述工艺是在三维编织机上完成，所述三维编织机包括纱线器和编织站，编织站排列成m行n列的矩阵A，共有m×n个编织站，记为S(i，j)，i＝1，2，…m，j＝1，2，…，n，纱线器可移动的设置在编织站周围，编织站绕其轴自转的同时带动纱线器绕编织站转动，控制编织器规律运动完成编织。采用本发明的编织工艺编织得到的过滤网织物空隙率高，机械性能好，通过改变编织时的工艺参数可改变空隙的大小，还可以根据编织工况设计不同的编织层数，且层间性能好，是理想的过滤材料，且三维过滤网织物其中一层破坏，保留层织物仍具有完整的织物组织，对织物的整体性能影响不大，该工艺容易实现连续化生产。

摘要： 本发明公布一种拼接式三维支架及采用该支架的内曲面无轨三维整体编织机，属于三维编织技术领域。拼接式三维支架包括多个横截面呈正多边形的拼接块。内曲面无轨三维编织机包括多个固定在拼接式三维支架上的相互配合的携纱装置；本发明通过凸轮和推块的配合将拨盘上的锭子座推到相邻的拨盘上，以次往复交叉推移锭子座，使锭子座上的纤维丝线形成若干公编织点，达到整体编织的目的。本发明结构简单，简化改进了原编织机结构，克服掉原编织机结构上导轨槽和导向块，使编织机能的整体编织各种异形织物，尤其具有整体编织较大或特大的织物。本发明能整体编织原编织机所不能整体编织的织物。适用性特别广泛。

摘要： 本发明属于编织工艺领域，具体地说，涉及一种三维编织工艺及三维织物，该三维编织工艺在三维编织机上完成，三维编织机包括编织器和编织站，编织器排列成n行(n+1)列的编织矩阵A，所述编织站设置在同一行任意相邻两编织器之间，使编织站排列成n阶方阵M，编织站绕其轴自转带动编织器绕编织站转动，控制编织器的规律运动完成编织，该编织工艺的有益效果为通过该编织工艺编织出的三维织物为横纵交替的多层织物，因此在其中一层织物脱落，保留的其他层仍具有完整的组织，不影响织物的整体性能，而且该工艺容易实现连续化生产，可应用于再入式航天飞行器、远程导弹等的烧蚀复合材料的制备。

摘要： 本发明属于纺织工程领域，特别是三维功能针织品领域，涉及一种三维编织动态拦截PM2.5三维针织物的加工设备及其使用方法。所述加工设备包括由伺服电机控制的双圆针床装置、导纱钩装置、与针床相应的纱供给装置及位于双圆针床装置下方的三维针织物卷取装置，所述纱供给装置包括纬编纱Ⅰ、纬编纱Ⅱ和驻极衬垫纱，所述导纱钩装置包括导纱钩Ⅰ、导纱钩Ⅱ、导纱钩Ⅲ和导纱钩Ⅳ。本发明具有很强的可控制性，织造速度控制，织造动程控制，喂纱方式的控制，卷绕成型的控制，以生产各类产品用于不同领域。

摘要： 本发明涉及三维编织管及制作该三维编织管的三维编织机和编织工艺，三维编织管包括多个代表性体积单元，每个代表性体积单元均由两根由对应周向携纱器周向运动而形成的周向纱线节和两根由对应径向携纱器径向移动而形成的径向纱线节构成，同一个代表性体积单元中任意一根纱线节穿插于其相邻两根纱线节之间，各代表性体积单元排列成各纱线节在圆周方向上对应顺序相接、在轴向上对应顺序相接的圆管结构。本发明提供了一种基于空间群P4的三维编织管及制作该三维编织管的三维编织机和编织工艺。

摘要： 本发明属于三维编织技术领域，涉及一种三维编织机的支撑支架、支撑组件及三维编织机，所述支撑支架具有一定延伸长度，其上设有沿支撑支架延伸方向分布的若干轴承安装部，所述支撑支架的两端分别设有连接部。本发明中三维编织机支撑支架的两端设有的连接部，通过连接件与支撑支架两端的连接部进行支撑支架之间的扩展连接，从而形成支撑滑槽运行的支撑组件，支撑组件通过不同数量的支撑支架以及不同尺寸的零部件可适用于不同规格三维编织机滑槽的运行。

摘要： 本发明属于三维编织技术领域，涉及一种三维编织机的滑槽主体、滑槽组件及三维编织机，所述滑槽主体具有一定延伸长度，其上设有若干沿滑槽主体长度延伸方向分布的纱锭运行轨道；所述滑槽主体两端分别设有连接部。本发明三维编织机的滑槽主体具有可扩展性，可通过拼接组装的方式选择相应数量的滑槽主体对所需滑槽进行拼装，以实现降低三维编织机设备整体的加工成本。本发明还提供了一种安装有上述滑槽主体拼接而成的滑槽组件，滑槽主体通过不同的拼接方式，可适用于不同的三维编织机。

摘要： 本发明公开了一种三维过滤网编织工艺及三维过滤网织物，所述工艺是在三维编织机上完成，所述三维编织机包括纱线器和编织站，编织站排列成m行n列的矩阵A，共有m×n个编织站，记为S(i，j)，i＝1，2，…m，j＝1，2，…，n，纱线器可移动的设置在编织站周围，编织站绕其轴自转的同时带动纱线器绕编织站转动，控制编织器规律运动完成编织。采用本发明的编织工艺编织得到的过滤网织物空隙率高，机械性能好，通过改变编织时的工艺参数可改变空隙的大小，还可以根据编织工况设计不同的编织层数，且层间性能好，是理想的过滤材料，且三维过滤网织物其中一层破坏，保留层织物仍具有完整的织物组织，对织物的整体性能影响不大，该工艺容易实现连续化生产。