【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多轴向三维机织叶片制备，具体地涉及一种多轴向三维机织结构复合材料叶片预制体制备方法及装备。
技术介绍
1、目前，复合材料叶片多采用层合复合材料或常规三维机织复合材料，在树脂基复合材料叶片的成形工艺方面，较为成熟的是预浸料铺层工艺，制备的叶片具有优异的韧性及抗损伤能力，但二维铺层复合材料的层间性能差是其关键弱点。在三维机织领域，已有研究通过增加垫纱实现织造纵横双向变厚度叶片预制体，但常规三维机织的纤维仅排布在x、y和z轴三个方向，可设计性不足，复合材料的面内剪切性能有限。
2、故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
技术实现思路
1、专利技术目的：基于以上问题，针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种多轴向三维机织结构复合材料叶片预制体制备方法及装备，采用多轴向叶片预制体，提高了叶片复合材料预制体的可设计性和面内剪切性能。
2、技术方案：本专利技术提供一种多轴向三维机织结构复合材料叶片预制体制备方法，包括以下步骤：
3、(1)织造工作开始前，钢条轴插入导向棒的阵列中，把底板上端固定；
4、(2)通过x轴和y轴运动使织造针在导向棒间运动，将0°经纱及90°纬纱依次引入；
5、(3)控制织造针的角度和需要转弯时的运行轨迹引入斜向纱，斜向纱与0°经纱之间的角度为±θ°；
6、(4)通过压实板压实织物；
7、(5)织造针沿z轴向上运动一段距离后，重复所述步骤(1)-(4)至得到织物的目标
8、(6)取出织物后替纱引入z向纱。
9、进一步的，步骤(5)中叶片预制体变厚度制备，需要根据织物结构设计要求，计算经纬纱和斜向纱总层数其中d为织物的厚度，d1、d2、d3分别表示经纱、纬纱和斜向纱线的厚度。
10、本专利技术还提供了上述制备方法所制备的多轴向三维机织叶片预制体的技术方案，该预制体含有0°经纱、90°纬纱、+θ°斜向纱、-θ°斜向纱，从预制体截面上来看，预制体是由多个单元层上下层叠组成，每个单元层由0°经纱、+θ°斜向纱、-θ°斜向纱和90°纬纱依次排列。
11、本专利技术还提供一种制备上述多轴向三维机织结构复合材料叶片预制体制备方法的装备，包括框架、钢条c1轴、钢条c2轴、导向棒、织造针、第一转台、第二转台、升降轴；钢条c1轴、钢条c2轴插入导向棒间，织造针用以携带纱线沿着x轴、y轴、z轴运动，在导向棒间穿梭，形成柔性织物，第一转台用以控制织造针的方向，第二转台用以控制织造针的角度，升降轴用以控制压实板的z向运动。
12、进一步的，所述导向棒位于框架下部中间位置，所述x轴、y轴位于框架上方，x轴包括相互平行的两条，y轴的两端通过x轴滑块分别安装在两条x轴上，y轴通过x轴滑块沿x轴长度方向移动；z轴通过y轴滑块安装在y轴上，且z轴通过y轴滑块沿y轴长度方向移动；第一转台及第二转台通过z轴滑块安装在z轴上，且第一转台及第二转台通过z轴滑块沿z轴长度方向上下移动。
13、进一步的，钢条c1轴长度方向与x轴长度方向平行，钢条c2轴长度方向与y轴长度方向平行。
14、有益效果：相对于现有技术，本专利技术基于多轴向三维机织结构复合材料叶片预制体制备工艺通过控制织造针在导向帮中运动的角度和轨迹引入斜向纱，控制各个位置纱线的厚度，具有近净程度高、可设计性强的特点；本专利技术基于多轴向三维机织结构复合材料叶片预制体制备装备，提升了预制体生产流程中的自动化水平，可以有效减少预制体织造后或复合成形后的加工变形和纤维束损伤，最终保证复合材料的致密成型和力学性能。
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1.一种多轴向三维机织结构复合材料叶片预制体制备方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的多轴向三维机织结构复合材料叶片预制体制备方法，其特征在于，步骤(5)中叶片预制体变厚度制备，需要根据织物结构设计要求，计算经纬纱和斜向纱总层数其中d为织物的厚度，d1、d2、d3分别表示经纱、纬纱和斜向纱线的厚度。
3.一种制备如权利要求1或2所述多轴向三维机织结构复合材料叶片预制体制备方法的装备，其特征在于，包括框架(03)、钢条C1轴(01)、钢条C2轴(13)、导向棒(11)、织造针(09)、第一转台(07)、第二转台(08)、升降轴(02)；钢条C1轴(01)、钢条C2轴(13)插入导向棒(11)间，织造针(09)用以携带纱线沿着X轴(05)、Y轴(06)、Z轴(04)运动，在导向棒(11)间穿梭，形成柔性织物，第一转台(07)用以控制织造针(09)的方向，第二转台(08)用以控制织造针(09)的角度，升降轴(02)用以控制压实板(10)的Z向运动。
4.根据权利要求3所述的装备，其特征在于，所述导向棒(11)位于框架(03)下部中间位置，所述X
5.根据权利要求4所述的装备，其特征在于，钢条C1轴(01)长度方向与X轴长度方向平行，钢条C2轴(13)长度方向与Y轴长度方向平行。
6.一种如权利要求1或2所述的制备方法所制备的多轴向三维机织叶片预制体，其特征在于，该预制体含有0°经纱、90°纬纱、+θ°斜向纱、-θ°斜向纱，从预制体截面上来看，预制体是由多个单元层上下层叠组成，每个单元层由0°经纱、+θ°斜向纱、-θ°斜向纱和90°纬纱依次排列。
...【技术特征摘要】
1.一种多轴向三维机织结构复合材料叶片预制体制备方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的多轴向三维机织结构复合材料叶片预制体制备方法，其特征在于，步骤(5)中叶片预制体变厚度制备，需要根据织物结构设计要求，计算经纬纱和斜向纱总层数其中d为织物的厚度，d1、d2、d3分别表示经纱、纬纱和斜向纱线的厚度。
3.一种制备如权利要求1或2所述多轴向三维机织结构复合材料叶片预制体制备方法的装备，其特征在于，包括框架(03)、钢条c1轴(01)、钢条c2轴(13)、导向棒(11)、织造针(09)、第一转台(07)、第二转台(08)、升降轴(02)；钢条c1轴(01)、钢条c2轴(13)插入导向棒(11)间，织造针(09)用以携带纱线沿着x轴(05)、y轴(06)、z轴(04)运动，在导向棒(11)间穿梭，形成柔性织物，第一转台(07)用以控制织造针(09)的方向，第二转台(08)用以控制织造针(09)的角度，升降轴(02)用以控制压实板(10)的z向运动。
4.根据权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员：单忠德，檀晨晨，孙正，郭子桐，孙启利，高文博，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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