【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料预制体成型方法，具体涉及具有变弯结构预成型制件的三维编织方法。
技术介绍
1、三维编织预制体作为复合材料的一种增强体，具有结构整体性好，结构设计灵活等优点。目前利用三维编织结构预制体与高性能树脂复合固化成型的复合材料在军工、航空航天等领域的先进设备的主承力部件上已广泛应用。
2、螺旋桨为军用或民用舰船上关键的动力机械部件，其中桨叶部分是决定整个螺旋桨动力稳定性的主要部件，目前的纤维增强复合材料螺旋桨基本采用二维的层合结构预制体作为增强体，该成型方式能够满足螺旋桨减震降噪的需求。然而大多数桨叶的形状并不规则，一般都具有叶根向叶梢不同程度变弯的复杂特征，采用层合工艺在叶片变弯处需要裁切、修剪料片，导致纤维不连续，叶片整体强度明显降低，因此很难满足舰船比较苛刻的工况。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，解决了现有技术无法实现纤维连续贯穿主承力方向，整体强度衰减明显的问题，可以实现具有不同角度弯结构预制件的一体编织成型。
2、本专利技术所采用的技术方案为：具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，以预成型制件主承力方向一端为起始编织截面，按照四步法三维多向编织工艺进行编织，在编织过程中，结构变弯处设计分区不同步编织，并使用工装提升织口至水平状态实现变弯，经过以上连续编织操作后，形成一个整体的具有变弯形态的三维预制体。
3、本专利技术所采用的技术方案的特点还在于：
4、进一步的，具有
5、步骤1、根据产品的性能要求设计预成型制件三维编织结构；
6、步骤2、确定编织方向及编织参数：以预成型制件主承力方向为编织主方向，选择截面厚大的端部为起始编织截面，设计预成型制件的编织参数；
7、步骤3、确定预成型制件的变弯基准面及不同步编织区域边界：以变弯处弧长起点横截面为预弯横截面，中点横截面为变弯基准截面；以预弯横截面为不同步编织区域起始边界，以变弯基准横截面为不同步编织区域结束边界；
8、步骤4、变弯处编织区域划分：按照设计的花节高度平行于预弯横截面将不同步编织区域分割为多个循环，循环线与不同步编织区域结束边界的交点为变弯处编织区域分区点；
9、步骤5、排纱：按照四步法三维编织方式在编织机器底盘上排列纱线。
10、步骤6、四步法编织：采用1×1四步法三维编织工艺进行编织；
11、步骤7、弯结构成型：当编织至变弯处编织区域时，按设计的分区将纱线阵列分区重新排纱，控制携纱器运行完成不同分区的编织；
12、步骤8、重复步骤6、步骤7，并伴随打紧运动，最终得到完整的具有变弯形态的三维预制体。
13、进一步的，步骤1中预成型件三维编织结构为三维四向、五向、六向或七向其中任一种。
14、进一步的，步骤2中编织参数包括总纱线根数、排纱行列数、花节高度、循环数。
15、进一步的，步骤5中排纱方法具体为将纱线一端固定在三维编织机上方的挂纱装置上，另一端通过张力线系挂在三维编织机底盘的携纱器上；纱线包括编织纱、轴纱，在编织机底盘上以行列阵列排布，其中主体阵列纱线按照行列排布在三维编织机底盘相应的携纱器上，在主体纱阵列周围间隔排列的编织纱作为边纱，每行和每列的纱线根数保持相同。
16、进一步的，步骤6具体操作步骤为：
17、步骤6.1、相邻行中的编织纱携纱器连同该行的轴纱携纱器沿着行向轨道方向水平向左或向右交替运动一个编织纱携纱器的位置；
18、步骤6.2、相邻列中的编织纱携纱器沿着列向轨道方向竖直向上或向下交替运动一个编织纱携纱器的位置；
19、步骤6.3、与步骤6.1的运动方向相反，相邻行中的编织纱携纱器连同该行的轴纱携纱器沿着行向轨道方向水平向左或向右运动一个编织纱携纱器的位置；
20、步骤6.4、与步骤6.2的运动方向相反，相邻列中的编织纱携纱器沿着列向轨道方向竖直向上或向下交替运动一个编织纱携纱器的位置；至此，携纱器均恢复到初始位置，完成一个运动循环。
21、进一步的，步骤7具体操作为：在相同高度处每半循环进行一次移纱操作实现不同分区的连接，移纱不能改变四步法运动规律；每个分区循环数不同，最终形成沿垂直于编织方向的台阶式织物，实现变弯处编织区域织物的成型；在变弯基准面处，使用工装将织口提升至水平，并固定已形成织物，继续同步编织。
22、本专利技术的有益效果是：
23、(1)本专利技术的具有变弯结构预成型制件的三维编织方法可以实现具有不同角度、不同方向变弯结构预制件的整体编织成型，有效地解决了层合工艺无法实现纤维连续贯穿主承力方向，整体强度衰减明显的问题。
24、(2)本专利技术的具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，采用连续化三维编织技术，通过巧妙设计分区不同步编织，实现了具有变弯复杂结构预制体的一次成型，工艺方式简单，适用性广泛，能够大大降低生产成本。
25、(3)本专利技术的具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，采用高性能纤维连续编织形成三维预制体，可以大幅减轻产品的重量。
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1.具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，其特征在于，以预成型制件主承力方向一端为起始编织截面，按照四步法三维多向编织工艺进行编织，在编织过程中，结构变弯处设计分区不同步编织，并使用工装提升织口至水平状态实现变弯，经过以上连续编织操作后，形成一个整体的具有变弯形态的三维预制体。
2.根据权利要求1所述的具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：
3.根据权利要求2所述的具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，其特征在于，所述步骤1中预成型件三维编织结构为三维四向、五向、六向或七向其中任一种。
4.根据权利要求2所述的具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，其特征在于，所述步骤2中编织参数包括总纱线根数、排纱行列数、花节高度、循环数。
5.根据权利要求2所述的具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，其特征在于，所述步骤5中排纱方法具体为将纱线一端固定在三维编织机上方的挂纱装置上，另一端通过张力线系挂在三维编织机底盘的携纱器上；纱线包括编织纱、轴纱，在编织机底盘上以行列阵列排布，其中主体阵列纱线按照行列排布在三维编
6.根据权利要求2所述的具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，其特征在于，所述步骤6具体操作步骤为：
7.根据权利要求2所述的具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，其特征在于，所述步骤7具体操作为：在相同高度处每半循环进行一次移纱操作实现不同分区的连接，移纱不能改变四步法运动规律；每个分区循环数不同，最终形成沿垂直于编织方向的台阶式织物，实现变弯处编织区域织物的成型；在变弯基准面处，使用工装将织口提升至水平，并固定已形成织物，继续同步编织。
...【技术特征摘要】
1.具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，其特征在于，以预成型制件主承力方向一端为起始编织截面，按照四步法三维多向编织工艺进行编织，在编织过程中，结构变弯处设计分区不同步编织，并使用工装提升织口至水平状态实现变弯，经过以上连续编织操作后，形成一个整体的具有变弯形态的三维预制体。
2.根据权利要求1所述的具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：
3.根据权利要求2所述的具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，其特征在于，所述步骤1中预成型件三维编织结构为三维四向、五向、六向或七向其中任一种。
4.根据权利要求2所述的具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，其特征在于，所述步骤2中编织参数包括总纱线根数、排纱行列数、花节高度、循环数。
5.根据权利要求2所述的具有变弯结构预成型制件的三维编织方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：万亚静，葛世超，王涛，李宁，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第十二研究所，
类型：发明
国别省市：
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