【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于立体织物近净成形，尤其是涉及一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法。
技术介绍
1、高性能无机纤维作为复合材料中的增强体，可用于制备先进复合材料。用其织成的立体织物为增强体的复合材料能够具有优良的力学性能、突出的介电性能和稳定的化学性能，也具有优异的透波、吸波、耐高温等功能特性，被广泛应用于航空航天领域，并且采用立体织物近净成型织造技术减少了织物复合以后的切削工艺，极大的保证了纤维增强体的连续性，有助于提高复合材料整体性能。
2、为满足航空航天等领域应用的特殊设计需求，经常会使用变厚度头锥体结构立体织物作为复合材料中的增强体，但变厚度头锥体三维织物结构复杂形状特殊，增大了预制体的织造难度。如果在保证织物内部各方向纤维连续、分布均匀一致的前提下实现变厚度回转头锥体织物的近净成形，那么准确设计织物层数是必要的。此外采用细度不变的经纬纱织出的头锥体结构内紧外松、密度不匀，并且织物内层开口出纱线间摩擦力较大，毛羽较多，不易打纬。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在提出一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，以至少解决
技术介绍
中的至少一个问题。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，包含：
4、s1、建立经纬纱挤压状态模拟实验，对纱线细观结构信息进行采集，通过响应面分析得到纱线细观结构的回归方程；
5、s2、以纱线细观结构为基础，结合对头锥体织物立体
6、s3、基于所述步骤s2，结合对头锥体三维模型立体特征和织物基础组织的分析，建立织物层数计算模型；
7、s4、建立经纱加纱模型；
8、s5、基于所述步骤s1采集的数据和步骤s3、s4所得的层数计算模型和经纱加纱模型，计算各纬的具体层数并得出减层方案和加纱方案；
9、可选的，所述步骤s1中的经纬纱挤压模拟实验响应分析以衬底、芯模曲率、纱线细度和单股纱线张力为影响因素，纱线截面长短半轴为响应值。
10、可选的，所述步骤s2中单胞厚度是经纬纱厚度之和，单胞厚度计算的修正包括经、纬纱短半轴、单胞厚度方向与纬斜方向的夹角；
11、可选的，所述步骤s3中，层数是基于拉格朗日乘数法计算得出，层数计算模型为：
12、
13、式中，h为纬斜长度，θ为单胞厚度方向与纬斜方向夹角，a，b，c为纬纱截面长、短半轴以及经纱短半轴，d为织物最外层所用纬纱截面短径长；
14、可选的，所述步骤s4经纱加纱模型为：
15、<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msub><mi>x</mi><mi>n</mi></msub><mi>=</mi><mrow><mo>{</mo><mtable><mtr><mtd><mfrac><mi>p</mi><mn>5</mn></mfrac><mi>π</mi><mi>r</mi><mi>sin</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msup><mn>180</mn><mi>∘</mi></msup><mrow><mo>[</mo><mrow><mrow bevelled="true"><mrow><mn>10</mn><msqrt><mn>2</mn></msqrt></mrow><mo stretchy="true">/</mo><mi>p</mi></mrow><mo>+</mo><mi>(</mi><mi>n</mi><mi>−</mi><mn>1</mn><mi>)</mi><mrow bevelled="true"><mn>10</mn><mo stretchy="true">/</mo><mi>q</mi></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mrow><mi>π</mi><mi>r</mi></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mi>，</mi><mi>n</mi><mi>≤</mi><mi>i</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mfrac><mi>p</mi><mn>5</mn></mfrac><mi>π</mi><mrow><mo>[</mo><mrow><mi>r</mi><mi>−</mi><mi>f</mi><mo>+</mo><mfrac><mrow><mn>10</mn><mi>(</mi><mi>n</mi><mi>−</mi><mi>i</mi><mi>)</mi></mrow><mi>q</mi></mfrac><mi>⋅</mi><mi>cos</mi><mi>t</mi></mrow><mo>]</mo>&本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于：经纬纱挤压模拟实验响应分析以衬底、芯模曲率、纱线细度和单股纱线张力为影响因素，纱线截面长短半轴作为响应值。
3.根据权利要求1所述的一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于，所述建立织物层数计算模型，包括：
4.根据权利要求1所述的一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于，所述建立经纱加纱模型，包括：
5.根据权利要求1所述的一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于，所述建立经纬纱挤压状态模拟实验，对纱线细观结构信息进行采集，通过响应面分析得到纱线细观结构的回归方程，包括：
6.根据权利要求1所述的一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于，以纱线细观结构为基础，结合对头锥体织物立体结构的分析，进行单胞厚度计算的修正，所述单胞厚度为经纬纱厚度之和，包括：
7.根据权利要求1所述的一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于，建立
8.根据权利要求7所述的一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于，在计算出所述头锥体织物的各纬层数后，织造时在织物内部减层，减一层时减第A层，减两层时减第A,B层，减三层时减第A,B层和倒数第C层；
9.根据权利要求1所述的一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于，在计算出所述头锥体织物的各纬加纱量后，织造时采用分区整列加纱，使加纱点分散在不同列上。
10.根据权利要求1所述的一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于，头锥体织物由顶部厚圆弧区域过渡到薄壁区域，导致织物正视图切面上外轮廓长度大于内轮廓，内层纬纱细度须小于外层纬纱保证头锥体整体密度的均匀一致；
...【技术特征摘要】
1.一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于：经纬纱挤压模拟实验响应分析以衬底、芯模曲率、纱线细度和单股纱线张力为影响因素，纱线截面长短半轴作为响应值。
3.根据权利要求1所述的一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于，所述建立织物层数计算模型，包括：
4.根据权利要求1所述的一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于，所述建立经纱加纱模型，包括：
5.根据权利要求1所述的一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于，所述建立经纬纱挤压状态模拟实验，对纱线细观结构信息进行采集，通过响应面分析得到纱线细观结构的回归方程，包括：
6.根据权利要求1所述的一种变厚度头锥体织物的结构优化设计方法，其特征在于，以纱线细观结构为基础，结合对头锥体织物...
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