高厚回转体的编织成型方法技术

本发明专利技术公开了回转体的编织成型方法，包括：根据回转体技术要求，确定回转体的编织参数；将回转体沿厚度方向等分成若干个同心圆区域；计算每个同心圆区域的纱线列数及层数，且相邻同心圆区域列数相差为2n；根据每个同心圆区域的纱线列数，确定编织机台数，并将编织机沿回转体圆周方向均匀排布；将每个同心圆区域的纱线列数平均分配在每台编织机台上，每台编织机携纱器上的纱线呈阶梯状分布，突破了传统三维编织回转体径向纱线列数不变导致的无法贴合模具的问题；按照编织工艺进行编织，得到回转体。适合内外径相差比例≥2.5倍的回转体构件；采用三维编织工艺技术实现高厚回转体的整体编织，提高了预制体层间力学性能。提高了预制体层间力学性能。

【技术实现步骤摘要】
高厚回转体的编织成型方法


[0001]本专利技术属于纺织工艺
，涉及高厚回转体的编织成型方法。

技术介绍

[0002]高性能纤维预制体增强复合材料因具有结构重量轻、抗分层、高强度、耐烧蚀、高损伤容限等优异性能，受到航空航天及国防领域的高度青睐。高厚回转体是航空航天、国防领域应用中常见的一种构件，比如：发动机喉衬、喷管、防护套等。针对这些构件往往要求其具有耐高温、高强度、抗冲刷、不分层、气密性好等性能。高性能纤维三维编织物因其特殊的结构而具有抗分层、耐烧蚀、高损伤容限等性能，凸显出它的应用优势。针对高厚回转体，通常采用二维叠层的方法制备，在织机上织造好预制体，通过连续卷绕在回转体芯模上来获得高厚回转体，该方法因厚度方向没有增强纤维，存在层间性能差的缺点，且该方法不是整体成型，在回转体表面会形成接缝。
[0003]针对高厚回转体编织成型方法，专利CN112877862A《回转体预制体的制备方法及回转体的制备方法》公开的制备方法是将回转体分成若干个旋转主体，制备相应的卷取轴，经纱沿主体排布，通过旋转与纬纱交织，根据厚度大小，确定旋转缠绕的圈数制备得到回转体预制体。专利CN108004650B《大尺寸变厚度回转体预制体及其制备方法》公开了一种变厚度回转体制备方法，基于变厚度回转体预制体的尺寸参数确定变厚度预制体的尺寸参数，在织机上织造变厚度预制体，再将变厚度预制体连续卷绕在回转体芯模上，获得变厚度回转体预制体。两项专利中实现高厚回转体的方法都是将织造好的二维织物，多层叠加，卷绕在回转体芯模上，形成高厚回转体，相邻层织物之间只是堆叠在一起，厚度方向没有纤维连接，层间性能较弱，易分层，适用于对层间性能要求不高的结构件。此外，传统三维编织回转体径向纱线列数不变的局限，对于厚度较大的回转构件，内径和外径尺寸相差较大，如果沿径向纱线列数不变，会造成内部纱线过于拥挤无法贴合模具或者外部纱线过于稀疏不致密的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供高厚回转体的编织成型方法，解决了现有技术中存在的径向纱线列数不变导致内部纱线过于拥挤无法贴合模具和外部纱线过于稀疏不致密的问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，高厚回转体的编织成型方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1、根据高厚回转体技术要求，确定高厚回转体的编织参数；
[0007]步骤2、将高厚回转体沿厚度方向等分成若干个同心圆区域；
[0008]步骤3、根据高厚回转体的编织参数、同心圆区域尺寸，计算每个同心圆区域的纱线列数及层数，且相邻同心圆区域列数相差为2n；
[0009]步骤4、根据每个同心圆区域的纱线列数，确定编织机台数，并将编织机沿回转体圆周方向均匀排布；将每个同心圆区域的纱线列数平均分配在每台编织机台上，每台编织机携纱器上的纱线呈阶梯状分布；
[0010]步骤5、按照编织工艺进行编织，得到回转体。
[0011]本专利技术的特点还在于：
[0012]高厚回转体的内外径相差比例大于等于2.5倍。
[0013]编织机台数为每个同心圆区域列数的最大公约数。
[0014]编织工艺为三维四步法工艺，三维编织四步法中，每运动两步之后，在相邻编织机台之间进行移纱换位，每四步为一个编织循环。
[0015]三维四步法中的移纱换位过程为：在相邻编织机之间，按行左右交替进行移纱换位，使纱线排列恢复至初始状态。
[0016]编织工艺为2.5D编织工艺，具体操作步骤为：
[0017]步骤5.1、先将每个编织机上奇数列或者偶数列携纱器沿径向移动两个携纱器的距离，形成织口；沿周向由内而外依次向每层织口引入周向纱线，与编织纱线形成交织，完成半个交织循环，然后将携纱器恢复至初始平齐状态；
[0018]步骤5.2、将步骤5.1中未移动的携纱器沿径向移动两个携纱器的距离，且移动方向与步骤5.1相同，再次形成织口；沿周向由外而内依次向每层织口引入周向纱线，与编织纱线形成交织，完成整个交织循环，然后将携纱器恢复至初始状态；
[0019]步骤5.3、循环步骤5.1
‑
5.2，直至完成回转体的编织。
[0020]编织工艺为2.5D三向正交编织工艺，具体操作步骤为：
[0021]步骤5.1、将编织纱线由内而外按行沿周向分开形成织口，依次引入周向纱线，再按列向依次由内向外或由外向内引入法向纱线，形成交织；
[0022]步骤5.2、继续将编织纱线按行分开，沿周向依次引入周向纱线，再按列沿与步骤5.1相反的方向引入法向纱线，完成一个循环的交织；
[0023]步骤5.3、循环步骤5.1
‑
5.2，直至完成回转体的编织。
[0024]本专利技术的有益效果是：本专利技术高厚回转体的编织成型方法，适合厚度较厚，且内外径相差比例≥2.5倍的回转体构件；采用等分区域阶梯状排列纱线，突破了传统三维编织回转体径向纱线列数不变导致的无法贴合模具或者外部纱线过于稀疏不致密的问题；采用三维编织工艺技术实现高厚回转体的整体编织，大大提高了预制体层间力学性能。
附图说明
[0025]图1是本专利技术高厚回转体的编织成型方法中一种回转体的结构示意图；
[0026]图2是本专利技术高厚回转体的编织成型方法中回转体等分后的俯视图；
[0027]图3是本专利技术高厚回转体的编织成型方法中编织机排列示意图；
[0028]图4是本专利技术高厚回转体的编织成型方法中阶梯状排纱示意图；
[0029]图5是本专利技术高厚回转体的编织成型方法中编织前纱线排列初始状态图；
[0030]图6是本专利技术高厚回转体的编织成型方法中携纱器运动两步后的状态图；
[0031]图7是本专利技术高厚回转体的编织成型方法中第一次移纱换位之后纱线位置示意图；
[0032]图8是本专利技术高厚回转体的编织成型方法中携纱器运动四步后的状态图；
[0033]图9是本专利技术高厚回转体的编织成型方法中第二次移纱换位之后纱线位置示意图；
[0034]图10是本专利技术高厚回转体的编织成型方法中另一种回转体的结构示意图；
[0035]图11是本专利技术高厚回转体的编织成型方法回转体的2.5D编织工艺示意图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0037]高厚回转体的编织成型方法，适用于内外径相差比例大于等于2.5倍的回转体，包括以下步骤：
[0038]步骤1、根据高厚回转体技术要求，确定高厚回转体的编织参数；编织参数包括回转体尺寸和形状、纤维体积分数、花节高度、花节宽度；
[0039]步骤2、为了使预制体更好地贴合模具以及纱线分布更均匀，将高厚回转体沿厚度方向等分成若干个同心圆区域；
[0040]步骤3、根据高厚回转体的每个同心圆区域直径、花节宽度，计算每个同心圆区域的纱线列数，且相邻同心圆区域列数相差为2n；根据纤维体积分数、花节高度计算每个同心圆区域纱线层数；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高厚回转体的编织成型方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据高厚回转体技术要求，确定高厚回转体的编织参数；步骤2、将高厚回转体沿厚度方向等分成若干个同心圆区域；步骤3、根据所述高厚回转体的编织参数、同心圆区域尺寸，计算每个同心圆区域的纱线列数及层数，且相邻同心圆区域列数相差为2n；步骤4、根据每个同心圆区域的纱线列数，确定编织机台数，并将编织机沿回转体圆周方向均匀排布；将每个同心圆区域的纱线列数平均分配在每台编织机台上，每台编织机携纱器上的纱线呈阶梯状分布；步骤5、按照编织工艺进行编织，得到回转体。2.根据权利要求1所述的回转体的编织成型方法，其特征在于，所述回转体的内外径相差比例大于等于2.5倍。3.根据权利要求1所述的回转体的编织成型方法，其特征在于，所述编织机台数为每个同心圆区域列数的最大公约数。4.根据权利要求1所述的回转体的编织成型方法，其特征在于，所述编织工艺为三维四步法工艺，所述三维编织四步法中，每运动两步之后，在相邻编织机台之间进行移纱换位，每四步为一个编织循环。5.根据权利要求4所述的回转体的编织成型方法，其特征在于，所述三维四步法中的移纱换位过程为：在相邻编织机之间，按行左右交替进行移纱操作，使纱线排列恢复至初始状态。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆云娟，韦鑫，王海涛，张艺会，
申请(专利权)人：陕西元丰纺织技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：