專利名稱：厚頂轉薄壁封頂織物的仿形編織成型方法
技術領域：
本發明涉及一種厚頂轉薄壁封頂織物的仿形編織成型方法。
背景技術：
立體織物增強體是高性能復合材料的關鍵組分，在復合材料中起著增加強度、改善性能的作用，在很大程度上決定了復合材料的綜合性能。當前，型面為標準封頂、回轉體(圓柱、圓錐、圓臺等)的復合材料增強織物大多采用整體編織方法制造。采用整體編織法制造的增強織物整體性好，纖維分布均勻，用其制作的復合材料力學性能和電性能優異，在航空航天領域得到廣泛應用。隨著科技的不斷發展，復合材料的型面越來越復雜，其中，封頂織物變厚度截錐體的復合材料使用得越來越多，這就需要對制造出的封頂變厚度截錐體織物進行復合。但是采用現有的整體編織法編織增強織物時存在織物尺寸仿形精度不高，織物內外密度不均勻等質量缺陷，需要復合成型之后進行機加保證增強體材料的尺寸精度，因此在整體編織法編織增強體織物時，根據織物的幾何形狀采用厚頂轉薄壁封頂織物的仿形編織成型方法可以有效提高增強體織物仿形精度和織物整體均勻性，特別是凈尺寸織物的編織成型仿形編織方法尤其重要。

發明內容
本發明提供一種厚頂轉薄壁封頂織物的仿形編織成型方法，可以采用整體編織法編織成型。所述厚頂轉薄壁封頂織物的仿形編織成型方法，包括以下步驟I)將封頂織物依靠芯模中心開始編織成型，在編織芯模的外部編織織物，由縱橫交錯的2對或4對紗線交織I個或2個編織結構循環形成方頂；2)將形成方頂交織的紗線作為經紗，在每層經紗之間逐層引入緯紗。以方頂為中心，緯紗纏繞編織形成同心圓，多個編織循環后形成圓頂；3)完成圓頂編織后，開始織物由厚頂封頂織物向圓錐體薄壁織物轉化編織，在轉化過程織物編織直徑不斷加大，通過經向増加經紗列數實現編織直徑加大，且保持經紗密度一致；織物由厚頂變薄壁過程通過以下3種方法實現①減層操作，即減少經紗層數(設經紗層數為n，n > 2)，將表面一層經紗剪斷，使經紗層數減少為n-1層；②合股操作，即將三層2股的經紗通過合并操作變為2層3股的經紗；③減細操作，即將合股經紗(經紗股數為m)減少I股或a股(a彡m-1)。通過上述三種編織方法實現織物由厚頂封頂織物向圓錐體薄壁織物轉化。封頂織物增強體所使用的 原材料為現有技術，如石英纖維、碳纖維、碳化硅纖維、氮化硼纖維、無堿玻璃纖維、高強玻璃纖維、低介電玻璃纖維、高模量玻璃纖維、玄武巖纖維、高密度聚こ烯纖維、芳綸纖維的ー種或幾種。
增強織物的編織結構采用現有技術，如淺交直聯、淺交彎聯、淺交直聯+法向、淺交彎聯+法向、正交三向的ー種或幾種。封頂增強織物的厚度為現有技術，一般為0. 5mm 110mm，封頂增強織物在復合材料中的纖維體積含量一般為30% 55%。本發明的優點是方頂向圓頂轉化制備是根據罩體幾何尺寸變化，設計導入環向紗的制備是從里層向外層依次導入。圓頂向封頂轉化制備是根據罩體幾何尺寸變化，設計不同線密度的經紗空間分布，研究經紗空間幾何形態的堆積狀態與緯紗相交織，通過內表面經紗合股并層、外表面減細以及兩者相結合技術形成封頂構建。該技術是將紗線密度細度發生改變，不會破壞織物的単元結構，改變前后的織物密度均勻。圓錐體的薄壁向圓柱體厚壁轉化通過緯向加層エ藝和經向加列エ藝技術，與截錐體天線罩織物的成型制備エ藝方法相同，實現從工作區相連接區厚度的轉化。在編織過程中，根據2. 5D結構及編織エ藝特點，對厚頂采取由點到面、由小面到大面逐點分散加紗的編織成型エ藝形成方頂變圓頂轉變，設計徑向導入環向紗(即緯紗)、不同線密度經紗的合股、并層和減細、緯向加(減)層以及經向加列的エ藝制備技術，實現方頂變圓頂、圓頂變封頂、封頂變圓錐體、圓錐體再變圓柱體型面的相互轉化。該編織成型方法可提高封頂織物的仿形精度，織物具有整體均勻性、結構完整性和纖維連續性的優點。


圖1為本發明方頂轉化為圓頂編織過程俯視示意圖；圖2為本發明方頂轉化為圓頂編織過程側視示意圖；圖3為本發明內表面紗線合股示意圖；圖4為本發明外表面紗線減細示意圖；圖5為本發明環向減層示意圖；圖6為本發明最外減紗不意圖；圖7為本發明封頂形成示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進ー步詳細闡述。實施例1 :研制如圖6所示封頂變厚度玻璃纖維增強織物，織物頂部厚度為50mm，封頂直徑30mm，由封頂漸變厚度過渡到圓錐體，圓錐體部分厚度為5mm，直徑70mm。封頂織物エ藝參數設計如表I所示。表I封頂織物エ藝參數表
權利要求
1.厚頂轉薄壁封頂織物的仿形編織成型方法，其特征在于包括以下步驟 1)將封頂織物依靠芯模中心開始編織成型，在編織芯模的外部編織織物，由縱橫交錯的2對或4對紗線交織I個或2個編織結構循環形成方頂； 2)將形成方頂交織的紗線作為經紗，在每層經紗之間逐層引入緯紗。以方頂為中心，緯紗纏繞編織形成同心圓，多個編織循環后形成圓頂； 3)完成圓頂編織后，開始織物由厚頂封頂織物向圓錐體薄壁織物轉化編織，在轉化過程織物編織直徑不斷加大，通過經向増加經紗列數實現編織直徑加大，且保持經紗密度一致；織物由厚頂變薄壁過程通過以下3種方法實現 ①減層操作，即減少經紗層數(設經紗層數為n，n> 2)，將表面一層經紗剪斷，使經紗層數減少為n-1層； ②合股操作，即將三層2股的經紗通過合并操作變為2層3股的經紗； ③減細操作，即將合股經紗(經紗股數為m)減少I股或a股(a彡m-1)。
2.如權利要求1所述的厚頂轉薄壁封頂織物的仿形編織成型方法，其特征在于，方頂厚度由封頂最大厚度尺寸和選取紗線的層列數決定，方頂厚度エ藝參數之間的關系計算方法如下列公式(I)、(2)、(3)所示；
3.如權利要求1或2所述的厚頂轉薄壁封頂織物的仿形編織成型方法，其特征在于，封頂織物的變厚度范圍值為0. 5mm 110mm。
全文摘要
本發明涉及一種厚頂轉薄壁封頂織物的仿形編織成型方法，包括以下步驟1)將封頂織物依靠芯模中心開始編織成型，在編織芯模的外部編織織物，由縱橫交錯的2對或4對紗線交織1個或2個編織結構循環形成方頂；2)將形成方頂交織的紗線作為經紗，在每層經紗之間逐層引入緯紗。以方頂為中心，緯紗纏繞編織形成同心圓，多個編織循環后形成圓頂。3)完成圓頂編織后，開始織物由厚頂封頂織物向圓錐體薄壁織物轉化編織，在轉化過程織物編織直徑不斷加大，通過經向增加經紗列數實現編織直徑加大，且保持經紗密度一致。本發明簡化了復雜封頂織物的成型制造工藝，使封頂增強織物的內部纖維分布均勻，增強織物的成型效果良好，達到凈尺寸仿形編織成型。
文檔編號D03D25/00GK103031651SQ20121058650
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月30日 優先權日2012年12月30日
發明者朱建勛, 郭洪偉, 張立泉, 朱夢蝶, 唐亦囡 申請人:中材科技股份有限公司