一种可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法技术

本发明专利技术涉及一种可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法，采用平带编织纱锭轨道，将两条平带编织纱锭轨道拼接成L、T或十字形，通过调整平带编织纱锭轨道上所有叶轮的总槽口数避免来自不同的平带编织纱锭轨道上的纱锭在轨道交叉处进行干涉，通过调整平带编织纱锭轨道个别叶轮的槽口数避免拼接后平带编织纱锭轨道上的纱锭在相邻叶轮交接处进行干涉。本发明专利技术可实现复杂截面编织结构一次成型，且不需要添加拨叉、变轨转盘等复杂机械结构，也不需要复杂的控制系统，稳定性高。

Design method of two-dimensional braiding machine capable of weaving special-shaped section preformed parts

The invention relates to a two-dimensional woven profiled preform weaving machine design method, using flat belt weaving spindle track, two flat belt weaving spindle rail spliced into L, T or cross weaving spindles on track to avoid all the total number of impeller notches from different tracks on the flat belt weaving spindles the spindle interference in the track intersections by adjusting the flat belt, flat belt weaving spindles after stitching to avoid interference in the orbit of the spindle adjacent impeller junction by adjusting the number of notches of flat belt weaving spindle rail individual impeller. The invention can realize complex section weave structure a molding, and does not need to add a fork, transfer rotary complex mechanical structure, does not need the complex control system, high stability.

【技术实现步骤摘要】
一种可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法
本专利技术涉及编织机
，特别是涉及一种可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法。
技术介绍
二维编织是一种三根或多根纤维束(纱线)沿织物成型方向按照特定的规律倾斜交织在一起的工艺。传统二维编织主要用于生产绳索、鞋带、电缆屏蔽层等，随着二维编织技术的成熟，编织工艺在饰品领域的应用也越来越多。二维编织的织物结构主要包括传统的管状结构，平带结构和现代出现的扁平带结构、带管结合结构、方形结构等。在复合材料领域，因为二维编织工艺可以实现许多缠绕工艺不能完成的工作，因此它已经成为一种制备复合材料预成型件高效生产方法之一。在编织物中，纤维之间相互交错形成有机的整体，所以当受载时，纤维能协同承载。除此之外，编织工艺还可以根据制件的形状和尺寸，直接编织出与制件形状相近的预成型件，这是传统的缠绕工艺和叠层工艺所不能做到的。采用二维编织原理生产异形截面预成型件，最早日本学者Akiyama等人提出把传统的平带结构和管状结构轨道拼接，在轨道拼接处添加过渡轨道和拨叉的方法，通过不断调整拨叉位置，让经过的纱锭分流到不同分支，有效避免纱锭在轨道拼接处发生干涉的同时实现了异形截面编织物的一次成型。Becher等人也提出了一种采用二维编织原理生产异形截面预成型件的方法。他们把编织机的叶轮排列成4×4、6×6等的形式，每两个叶轮交界处的纱锭轨道上都加有变轨转盘，此变轨转盘可控制纱锭沿着原叶轮运动，或者过渡到下一个叶轮上。在整个编织机的纱锭运动轨道上，通过调整变轨转盘的旋向，可形成几个闭合的纱锭运行通路，这些闭合通路相互交叉，在交叉处纱线相互缠绕，便形成了编织结构。这些闭合通路的交叉组合方式不同，可实现不同截面织物的编织。此方法主要用于矩形截面的编织物生产。对于T型、工字形等异形截面预成型件的生产还处于设想阶段，并且在使用此方法生产复杂截面织物过程中，纱锭干涉问题很难解决。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法，可以实现异形截面预成型件的一次成型。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法，采用平带编织纱锭轨道，将两条平带编织纱锭轨道拼接成L、T或十字形，通过调整平带编织纱锭轨道上所有叶轮的总槽口数避免来自不同的平带编织纱锭轨道上的纱锭在轨道交叉处进行干涉，通过调整平带编织纱锭轨道个别叶轮的槽口数避免拼接后平带编织纱锭轨道上的纱锭在相邻叶轮交接处进行干涉。当平带编织纱锭轨道上所有叶轮的总槽口数为纱锭排布周期的倍数时，在不同的平带编织纱锭轨道上的纱锭在轨道交叉处不发生干涉。对于饱和纱锭排布形式，当平带编织纱锭轨道上端部叶轮的槽口数减去一半的纱锭排布周期后为纱锭排布周期的倍数，且中间叶轮的槽口数为纱锭排布周期的倍数时，平带编织纱锭轨道上的纱锭在相邻叶轮交接处不发生干涉。对于不饱和纱锭排布形式，当平带编织纱锭轨道上端部叶轮的总槽口数不是纱锭排布周期的倍数时，平带编织纱锭轨道上的纱锭在相邻叶轮交接处不发生干涉。有益效果由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：1、采用此方法设计的编织机，可实现复杂截面编织结构一次成型，织成的预成型件不需要裁剪，纤维不受损伤，保持了纤维的完整性，让制件有很好的力学性能。2、采用此方法设计的编织机结构简单，不需要添加拨叉，变轨转盘等复杂机械结构。3、采用此方法设计的编织机和传统的二维编织机一样，不需要复杂的控制系统，稳定性高。4、此方法中总结出不同纱锭排布规律对应的叶轮槽口数约束条件具有普遍适用性，可以有效避免纱锭运行中的干涉问题。5、在满足此方法中总结的纱锭不干涉条件下，编织机的叶轮槽口数和纱锭排布规律可根据需求改变，实现编织出的异形截面编织物在截面的不同部位编织结构不同，满足复杂的工况要求。附图说明图1可编织异形截面编织物的编织机纱锭容易发生干涉位置的标注图；图2简化叶轮分布图；图3由a处叶轮携带纱锭情况得到c处叶轮携带纱锭情况推导过程图；图4由a处叶轮携带纱锭情况得到h处叶轮携带纱锭情况推导过程图；图5由h处和b处叶轮携带纱锭情况分别得到i处和e处叶轮携带纱锭情况推导过程图；图6由f处和g处叶轮携带纱锭情况分别得到j处和l处叶轮携带纱锭情况推导过程图；图7轨道拼接后分支上相邻叶轮交接处容易发生干涉位置标注图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本专利技术的实施方式涉及一种可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法，采用平带编织纱锭轨道，所述平带编织纱锭轨道由叶轮组成，将两条平带编织纱锭轨道拼接成L、T或十字形，通过调整平带编织纱锭轨道上所有叶轮的总槽口数避免来自不同的平带编织纱锭轨道上的纱锭在轨道交叉处进行干涉，通过调整平带编织纱锭轨道个别叶轮的槽口数避免拼接后平带编织纱锭轨道上的纱锭在相邻叶轮交接处进行干涉。“十”字形、“工”字形、“U”型、“T”型等异型截面薄壁织物，可以看作是传统平带织物的拼接。其本质是来自不同平带的纱线在需要连接处相互交缠，实现异形截面织物的一次成型。要实现传统平带织物的有效拼接，必须保证纱锭在拼接后的轨道上移动时不发生干涉。在图1中实心圆点标注的地方都是纱锭有可能出现干涉的地方。这些容易发生干涉的地方可以分成两类，一类是不同分支交叉处的干涉，如图1中标注1的位置。另一类是分支上的干涉，如图1中标注2的位置。不同分支交叉处纱锭干涉问题处理。以“十”字形截面编织为例，共有四个分支。对于不同分支在交叉处纱锭干涉问题的研究，与每个分支上叶轮组合方式无关，仅与各分支上所有叶轮的总槽口数有关。所以可以把每个分支简化成一个大的叶轮，叶轮的槽口数，等于分支上每个叶轮槽口数的总和，图2是简化的模型。两条直线相交会出现三种情况，一：两条直线呈“十”字相交，有四个分支；二：两条直线呈“T”形相交，有三个分支；三：两条直线呈“L”形相交，有两个分支。这三种相交方式任意排列组合，可以拼接出许多复杂结构。若要用编织工艺实现这三种交织方式，叶轮的排布方式类似。参照图2，实现三分支结构编织时，只需保证有且仅有一个等效叶轮所代表的分支只有一个叶轮组成。若要实现两分支结构编织，只需保证有两个相邻的等效叶轮所代表的的分支都只有一个叶轮组成。以1100纱锭排布形式为例(1代表槽口携带纱锭，0代表槽口不携带纱锭)。1100纱锭排布形式的纱锭排布周期为4。只要验证在叶轮交接处连续通过四个槽口不发生干涉，就可以保证整个编织过程中，经过此位置的纱锭不会发生干涉。引入逻辑“与(∧)”运算，在图2中，a和d处叶轮携带纱锭情况有三种可能，1∧0＝0不干涉、1∧1＝1干涉和0∧0＝0不干涉。对于1100纱锭排布规律，从任意时刻开始，连续通过a处的四个槽口中有且仅有两个槽口携带纱锭。相对应的通过d处的四个槽口中，也有且仅有两个槽口携带纱锭。如果在叶轮交接处出现0∧0情况，那么经过a和经过d处的四个槽口，都剩下两个携带纱锭的槽口和一个不携带纱锭的槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法，采用平带编织纱锭轨道，其特征在于，将两条平带编织纱锭轨道拼接成L、T或十字形，通过调整平带编织纱锭轨道上所有叶轮的总槽口数避免来自不同的平带编织纱锭轨道上的纱锭在轨道交叉处进行干涉，通过调整平带编织纱锭轨道个别叶轮的槽口数避免拼接后平带编织纱锭轨道上的纱锭在相邻叶轮交接处进行干涉。

【技术特征摘要】
1.一种可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法，采用平带编织纱锭轨道，其特征在于，将两条平带编织纱锭轨道拼接成L、T或十字形，通过调整平带编织纱锭轨道上所有叶轮的总槽口数避免来自不同的平带编织纱锭轨道上的纱锭在轨道交叉处进行干涉，通过调整平带编织纱锭轨道个别叶轮的槽口数避免拼接后平带编织纱锭轨道上的纱锭在相邻叶轮交接处进行干涉。2.根据权利要求1所述的可编织异形截面预成型件的二维编织机设计方法，其特征在于，当平带编织纱锭轨道上所有叶轮的总槽口数为纱锭排布周期的倍数时，在不同的平带编织纱锭轨道上的纱锭在轨道...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志宏，郁强，邱夷平，陈燕婷，吴杰伟，周其洪，陈晓川，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31