【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料制造领域，涉及一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体及其三维编织方法。
技术介绍
1、三维编织技术可适用于几乎所有种类纤维预制体制备，通过三维编织与液体成型工艺所制造出来的复合材料拥有非常优异的综合力学性能，通过不同的三维编织轨迹规划，不同的编织参数设计，可进一步使三维编织复合材料力学性能拥有一定的取向性，以匹配其形状特点及使用工况。随着编织设备的发展，所能编织的预制体形状更加复杂，很多异型预制体可做到一次性近净编织成形。因此，编织设备能力的提升及人工辅助使三维编织复合材料制件的编织结构拥有了更多选择。
2、在产品前端设计阶段，除了对复合材料制件外形进行设计，其编织结构设计同样至关重要，因为这直接关系到制件的使用性能。预制体编织结构的设计，主要通过编织参数的设计实现，包括：三维n向编织、纤维规格、花节长度、编织角及根据预制体尺寸所确定的编织行列数等。
3、宇航产品普遍有轻质高强的需求，很多结构产品已开始使用三维编织复合材料。但由于一些异型结构件本身比较复杂，如若使用三维编织方法制备具有一定的困难，这也使得其复材化设计方法可参考和可借鉴的经验较少。异型结构件例如典型的宇航主支撑连接结构，这类连接结构具有以下特征：1.含多个支路，各支路用于连接不同接口；2.含法兰结构，将各接口所连接的结构固定于某主结构；3.各支路与法兰的连接过渡区多为弧形或圆形球冠，此种构型更适应复杂的力学环境。
4、由于生产能力限制，此类连接结构大多为金属材料制造，但由于金属热膨胀系数较大，在空间冷热交替环
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体及其三维编织方法，解决了传统方法制备的异型结构件在复杂力学环境下分层的技术问题，本专利技术能实现多分支、含球冠、法兰盘结构预制体的三维编织，工艺简单，有利于提高产品的质量和性能。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体三维编织方法，包括：
4、采用三维六向编织法或三维七向编织法对球冠进行编织，并在编织时预留纱线；
5、基于编织好的球冠，采用三维六向编织法或三维七向编织法对法兰盘进行编织；
6、利用球冠编织时预留的纱线，采用三维五向编织法对分支结构进行编织，得到多分支、含球冠、法兰盘结构预制体。
7、进一步的，球冠与法兰盘的编织方法相同。
8、进一步的，三维五向编织法中，前四向为编织纱方向，第五向为沿编织前进方向；
9、三维六向编织法中，前四向为编织纱方向，第五向为沿编织前进方向，第六向沿周向；
10、三维七向编织法中，前四向为编织纱方向，第五向为沿编织前进方向，第六向沿周向，第七向沿厚度方向。
11、进一步的，对球冠进行编织时，编织列数≤500束，编织纱层数*列数≤2000束。
12、进一步的，对球冠进行编织时，纱线编织角度确定方法如下：
13、将接头所承受载荷分为平行于法兰盘面的载荷p1和垂直于法兰盘面的载荷p2，当p1≥p2，则编织角度范围为50°～60°，当p1＜p2，则编织角度范围为30°～40°；所述接头为利用预制体制备得到的接头。
14、进一步的，根据编织列数m和编织角度θ，按照如下公式确定编织花节数h：
15、s＝h*tanθ*m；
16、其中s表示编织截面周长。
17、进一步的，对法兰盘进行编织时，编织列数≤500束，编织纱层数*列数≤2000束；
18、对法兰盘进行编织时，纱线编织角度为30°～50°。
19、进一步的，对分支结构进行编织时，纱线编织角度为30°～40°。
20、一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体，采用上述三维编织方法得到。
21、本专利技术与现有技术相比具有如下至少一种有益效果：
22、(1)本专利技术首次提出一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体的编织方法，分别针对预制体中不同结构的特征和受力，对预制体中的不同结构进行编织，最终形成质量稳定的预制体；
23、(2)本专利技术给出了分支、球冠、法兰盘的编织参数，利用该编织参数，有利于此种构型纺织复合材料产品的快速设计；
24、(3)本专利技术具有广泛的应用前景，预制体内纤维束在层内和层间互相交织，使制件拥有了整体性，避免了分层缺陷的发生，能够适应复杂力学环境。
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1.一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体三维编织方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体三维编织方法，其特征在于，球冠与法兰盘的编织方法相同。
3.根据权利要求1所述的一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体三维编织方法，其特征在于，三维五向编织法中，前四向为编织纱方向，第五向为沿编织前进方向；
4.根据权利要求1所述的一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体三维编织方法，其特征在于，对球冠进行编织时，编织列数≤500束，编织纱层数*列数≤2000束。
5.根据权利要求4所述的一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体三维编织方法，其特征在于，对球冠进行编织时，纱线编织角度确定方法如下：
6.根据权利要求5所述的一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体三维编织方法，其特征在于，根据编织列数m和编织角度θ，按照如下公式确定编织花节数h：
7.根据权利要求1所述的一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体三维编织方法，其特征在于，对法兰盘进行编织时，编织列数≤500束，编织纱层数*列数≤20
8.根据权利要求1所述的一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体三维编织方法，其特征在于，对分支结构进行编织时，纱线编织角度为30°～40°。
9.一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的三维编织方法得到。
...【技术特征摘要】
1.一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体三维编织方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体三维编织方法，其特征在于，球冠与法兰盘的编织方法相同。
3.根据权利要求1所述的一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体三维编织方法，其特征在于，三维五向编织法中，前四向为编织纱方向，第五向为沿编织前进方向；
4.根据权利要求1所述的一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体三维编织方法，其特征在于，对球冠进行编织时，编织列数≤500束，编织纱层数*列数≤2000束。
5.根据权利要求4所述的一种多分支、含球冠、法兰盘结构预制体三维编织方法，其特征在于，对球冠...
【专利技术属性】
技术研发人员：于帅，刘佳，武海生，姚旗，徐挺，崔红，宫顼，王素萍，朱大雷，卫宇璇，赵臻璐，刘硕，孙天峰，马立，何程，王洋，张鹏飞，房怡，白银海，张金山，王征，温旺刚，于鑫，郭晓勇，卢俊，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：
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