管状织物的六角形三维编织工艺设计

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作者 丁彩红 贺少旭 《纺织学报》 北大核心 2025年第3期216-224,共9页

目前第2代六角形编织机的编织工艺尚无明确的编写规则或方法,为解决上述问题,提出了面向管状织物结构设计的六角形编织工艺方法。首先,通过分析携纱器在角轮上的位置变换原理,提出了等效角轮理论。然后,结合六角形编织机结构及其运动特... 目前第2代六角形编织机的编织工艺尚无明确的编写规则或方法,为解决上述问题,提出了面向管状织物结构设计的六角形编织工艺方法。首先,通过分析携纱器在角轮上的位置变换原理,提出了等效角轮理论。然后,结合六角形编织机结构及其运动特点,提出了编织机的等效角轮单元,介绍了在六角轮的底盘上构建六角形编织机等效角轮系统时,编织机所包含的底盘单元结构。其次,结合管状织物的结构参数和等效角轮的结构特点,建立携纱器排布方式与织物结构之间的内在联系,阐述管状织物的成形原理。再次,通过分析织物成形过程,定义了底盘工艺单元,然后基于管状织物的成形原理提出了等效角轮单元的选取原则,从而构建六角形编织机等效角轮系统的底盘结构,确定携纱器的排布方式,接着阐述了携纱器的运动准则,得到可循环执行的工艺步骤。最后,开展了具体的管状织物编织实例设计并进行相关实物编织实验。实验结果验证了编织工艺方法的正确性,该成果将有利于第2代六角形编织机管状编织工艺的快速开发。 展开更多

关键词 六角形编织 管状织物 编织工艺 等效角轮 携纱器 复合材料

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基于偏心理论的异型构件编织工艺推理方法

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作者 崔博 阳海棠 +1 位作者 李麒阳 俞建勇 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第2期1-7,共7页

为实现复合材料异型构件编织预成型体的精确自主生产,提出了一种基于偏心理论的异型构件编织工艺推理方法,提出编织的偏心参数并分析偏心下纱线的沉积规律,基于收敛长度随时间的响应函数建立纱线在芯模表面落点的位置方程;应用模型重构... 为实现复合材料异型构件编织预成型体的精确自主生产,提出了一种基于偏心理论的异型构件编织工艺推理方法,提出编织的偏心参数并分析偏心下纱线的沉积规律,基于收敛长度随时间的响应函数建立纱线在芯模表面落点的位置方程;应用模型重构算法,重构异型构件的变截面、大曲率等表面轮廓特征;基于轮廓特征对纱线分布进行优化设计,实现编织速度、牵引速度、牵引轨迹等工艺参数推理。结果表明:该工艺推理方法使芯模内外侧覆盖率差值降低了68.9%,显著提升了编织异型预成型体的一致性。 展开更多

关键词 编织工艺 复合材料 工艺推理 纤维增强体 偏心理论

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基于动态收敛长度模型的异形结构芯模编织控制策略

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作者 李克 李麒阳 +1 位作者 郗欣甫 孙以泽 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第11期88-93,101,共7页

近年来,复合材料广泛地代替金属材料应用在复杂结构件上。在异形结构预成型体的编织过程中,针对芯模半径连续变化导致编织角不稳定等问题,本文提出一种机器人牵引速度的控制方法。首先对异形结构芯模进行离散化处理得到每段的半径,然后... 近年来,复合材料广泛地代替金属材料应用在复杂结构件上。在异形结构预成型体的编织过程中,针对芯模半径连续变化导致编织角不稳定等问题,本文提出一种机器人牵引速度的控制方法。首先对异形结构芯模进行离散化处理得到每段的半径,然后对机器人的牵引速度进行优化计算,通过计算得到的牵引速度对编织角进行调整同时得出推进距离与实际编织长度的关系。最后通过机器人二次推进对编织长度进行补偿,并基于动态收敛长度进行下一段芯模的编织。试验结果证明,该控制方法能有效降低异形结构芯模的编织角误差并维持在±3°以内,对实际生产中编织角的严格把控以及任意曲率芯模的编织具有重大意义。 展开更多

关键词 复合材料 异形结构芯模 编织角 离散化 牵引速度

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三维编织技术发展现状及其复合材料的应用

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作者 张昌贺 杜宇 《纺织器材》 2024年第5期61-67,72,共8页

为促进三维编织技术的发展,拓宽三维编织复合材料的应用,介绍三维编织成型设备类型并分析不同三维编织机的优缺点,详细阐述三维编织的四向、五向、六向、七向等结构并对比不同编织机的优缺点;从力学性能、损伤机理等方面分析三维编织复... 为促进三维编织技术的发展,拓宽三维编织复合材料的应用,介绍三维编织成型设备类型并分析不同三维编织机的优缺点,详细阐述三维编织的四向、五向、六向、七向等结构并对比不同编织机的优缺点;从力学性能、损伤机理等方面分析三维编织复合材料的性能,总结三维编织复合材料的应用方向,并展望三维编织技术的发展趋势。指出:选择三维编织机及三维编织结构,需综合考量生产需求、具体应用场景、成本预算和技术能力等因素;三维编织复合材料未来将向技术革新与设备升级、编织结构创新与优化、复合材料性能提升与应用拓展、可持续发展与环境友好性、跨学科合作与创新等方向发展,具有较大的发展潜力与应用前景。 展开更多

关键词 三维编织 三维编织机 复合材料 力学性能 预制体

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2.5维编织复合材料弹性性能的理论研究 被引量：32

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作者 董伟锋 肖军 +2 位作者 李勇 吴海桥 张立泉 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期659-663,共5页

以2.5维编织复合材料细观几何结构的深入研究为基础,详细分析了其单元体模型。采用圆形纤维束截面和经纱沿正弦曲线分布的假设,建立了基于刚度平均的2.5维编织复合材料弹性性能分析预报模型,并采用M atlab编程用于计算该类材料的力学性... 以2.5维编织复合材料细观几何结构的深入研究为基础,详细分析了其单元体模型。采用圆形纤维束截面和经纱沿正弦曲线分布的假设,建立了基于刚度平均的2.5维编织复合材料弹性性能分析预报模型,并采用M atlab编程用于计算该类材料的力学性能。在材料经向纱线密度不变的情况下,预测了弹性性能随纬向纱线密度的变化规律。通过理论计算结果与实验值对比,验证了该方法的正确性。 展开更多

关键词 复合材料 2.5雏编织 弹性性能 刚度平均法

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三维编织复合材料的弯曲和压缩性能探讨研究 被引量：18

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作者 刘谦 李嘉禄 李学明 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第8期3-6,共4页

对四步法三维编织结构增强树脂基复合材料的弯曲、压缩性能进行了实验研究 ,获得了该材料的主要力学性能参数及变形、破坏规律。结果表明 :三维编织复合材料具有良好的力学性能 ,编织结构对复合材料性能有较大的影响。这些结果为进一步... 对四步法三维编织结构增强树脂基复合材料的弯曲、压缩性能进行了实验研究 ,获得了该材料的主要力学性能参数及变形、破坏规律。结果表明 :三维编织复合材料具有良好的力学性能 ,编织结构对复合材料性能有较大的影响。这些结果为进一步研究编织复合材料的强度失效问题奠定了试验基础。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 压缩性能 力学性能 实验研究 弯曲性能 树脂基复合材料 强度失效

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三维编织技术发展现状及展望 被引量：11

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作者 杨超群 王俊勃 +2 位作者 李宗迎 董红坤 贺辛亥 《棉纺织技术》 CAS 北大核心 2014年第7期1-5,共5页

总结三维编织技术的发展现状。介绍了三维编织技术的发展历程,分析了四步法编织、二步法编织、多层联锁编织技术的优缺点,以三维编织技术中的四步法编织为例,介绍了该类编织设备中携纱器、编织底盘、打紧机构、输出机构、卷曲机构和控... 总结三维编织技术的发展现状。介绍了三维编织技术的发展历程,分析了四步法编织、二步法编织、多层联锁编织技术的优缺点,以三维编织技术中的四步法编织为例,介绍了该类编织设备中携纱器、编织底盘、打紧机构、输出机构、卷曲机构和控制系统的设计方法,针对当前三维编织技术现状,总结了国内外具有代表性的三维编织设备以及三维编织技术发展面临的挑战。认为:三维编织技术与其设备发展前景广阔。 展开更多

关键词 三维编织机 三维编织技术 携纱器 三维编织复合材料 预制件 卷曲机构

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纤维表面处理对三维编织碳纤维/环氧复合材料力学性能的影响 被引量：9

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作者 王玉果 王玉林 +1 位作者 万怡灶 董向红 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2001年第2期41-43,72,共4页

在对长碳纤维 /环氧复合材料 (Cl/Ep)研究的基础上 ,重点研究了纤维空气氧化和次氯酸钠氧化对三维编织碳纤维 /环氧复合材料 (C3D/Ep)力学性能的影响。结果表明 ,纤维表面处理可显著增强纤维 /基体的界面结合强度 ,使其力学性能大幅度... 在对长碳纤维 /环氧复合材料 (Cl/Ep)研究的基础上 ,重点研究了纤维空气氧化和次氯酸钠氧化对三维编织碳纤维 /环氧复合材料 (C3D/Ep)力学性能的影响。结果表明 ,纤维表面处理可显著增强纤维 /基体的界面结合强度 ,使其力学性能大幅度提高。其中 。 展开更多

关键词 表面处理 三维纺织 力学性能 碳纤维/环氧材料

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三维编织复合材料渐进损伤的非线性数值分析 被引量：31

9

作者 徐焜 许希武 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期398-407,共10页

基于考虑纤维束相互挤压的八边形纤维柬截面单胞模型,引入周期性位移边界条件,采用细观非线性有限元方法,建立了三维四向编织复合材料的渐进损伤拉伸强度模型．该模型考虑了增强体纤维束纵向非线性剪切应力-应变关系,采用Hashin型损伤... 基于考虑纤维束相互挤压的八边形纤维柬截面单胞模型,引入周期性位移边界条件,采用细观非线性有限元方法,建立了三维四向编织复合材料的渐进损伤拉伸强度模型．该模型考虑了增强体纤维束纵向非线性剪切应力-应变关系,采用Hashin型损伤失效准则定义了纤维束的典型损伤类型,并根据纤维束和纯基体相应损伤类型所造成的材料性能退化,模拟了不同编织角试件各类损伤产生、扩展及材料最终破坏的整个过程．模型数值结果与实验数据吻合较好,证明了该模型的合理有效性．探讨了组分材料剪切非线性、损伤对材料宏观非线性本构行为的影响,结果表明:随着编织角增大,纤维束剪切非线性效应和累积损伤对材料非线性力学行为的影响明显增强． 展开更多

关键词 三维编织 复合材料 三维有限元 材料非线性 逐渐累积损伤 拉伸强度

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三维均匀化方法预测编织复合材料等效弹性模量 被引量：21

10

作者 冯淼林 吴长春 孙慧玉 《材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2001年第3期34-37,共4页

本文将基于小参数渐近展开和摄动方法的均匀化理论与有限元方法结合起来应用于三维编织复合材料弹性本构的数值模拟。通过对三维编织结构等效模量的数值计算 ,结果表明本文的方法可得到较为准确的等效模量 ,并较其它解法大大降低了计算量。

关键词 均匀化理论 有效模量 有限元 三维编织复合材料 弹性体 等效弹性模量 预测

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三维编织碳/环氧复合材料成型工艺 被引量：5

11

作者 高文 冯志海 吴远秀 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期53-56,共4页

从树脂体系的选择和优化、RTM工艺以及材料内部微观结构分析等方面对三维编织碳／环氧复合材料成型工艺进行了系统的研究。结果表明，在该材料的成型技术中，以TDE－85／DDS／BF3·EMA树脂为基体，同时采用RTM工艺的成型方法是合理... 从树脂体系的选择和优化、RTM工艺以及材料内部微观结构分析等方面对三维编织碳／环氧复合材料成型工艺进行了系统的研究。结果表明，在该材料的成型技术中，以TDE－85／DDS／BF3·EMA树脂为基体，同时采用RTM工艺的成型方法是合理可行的，该材料适合用在承力情况复杂的制件上。 展开更多

关键词 复合材料 三维编织 碳/环氧 RTM工艺 成型

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三维编织复合材料压缩损伤声发射特性分析 被引量：12

12

作者 万振凯 李静东 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期20-24,共5页

论述了声发射技术在三维编织复合材料压缩过程中的应用及实验方法,给出了声发射在三维编织复合材料中压缩过程的特征。结果表明,声发射参数可描述复合材料在不同情况下内部变形的损伤机制。表面编织角是影响三维编织复合材料力学性能的... 论述了声发射技术在三维编织复合材料压缩过程中的应用及实验方法,给出了声发射在三维编织复合材料中压缩过程的特征。结果表明,声发射参数可描述复合材料在不同情况下内部变形的损伤机制。表面编织角是影响三维编织复合材料力学性能的主要参数,编织角小于30°,三维编织复合材料具有较好的压缩性能;编织角大于40°,三维编织复合材料压缩力学性能明显降低。为分析复合材料的力学性能,改善材料复合工艺提供理论基础。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 声发射 最小二乘法 模量 表面编织角

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基于碳纳米管的三维编织复合材料健康监测技术 被引量：5

13

作者 李静东 李嘉禄 万振凯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期109-113,共5页

分析了三维编织复合材料试件结构健康监测技术现状,结合三维编织复合材料编织工艺,提出了碳纳米管在三维编织复合材料试件健康监测方面的应用方法。结果说明碳纳米管应用于三维编织复合材料整体结构监测是可行的。碳纳米管传感器在三维... 分析了三维编织复合材料试件结构健康监测技术现状,结合三维编织复合材料编织工艺,提出了碳纳米管在三维编织复合材料试件健康监测方面的应用方法。结果说明碳纳米管应用于三维编织复合材料整体结构监测是可行的。碳纳米管传感器在三维编织复合材料试件结构健康监测中具有优异的应变传感特性,且嵌入的碳纳米管传感器对复合材料的力学性能影响不大。这为内置碳纳米管传感器应用于复合材料制件的健康检测提供了一种新的综合和分布式技术,为先进智能复合材料的研发与应用提供了依据。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 碳纳米管传感器 结构健康监测 编织角

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复合材料结构拓扑优化设计研究 被引量：2

14

作者 王振海 马玉娥 封建湖 《材料导报》 EI CAS CSCD 2004年第3期3-5,共3页

论述了复合材料结构拓扑优化设计的基本原理与方法、国内外研究现状以及在三维编织复合材料设计中的应用。最后,列出了复合材料结构拓扑优化设计的发展方向、需要解决的问题以及可能的解决方案等。

关键词 复合材料 拓扑优化 计算机辅助材料设计 解析法

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基于SQUID的复合材料承载电气特性 被引量：5

15

作者 万振凯 王占刚 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期58-63,共6页

描述了三维编织复合材料的电阻测试基本方法,针对材料的特性,采用SQUID技术研究三维编织复合材料的电磁参数测试方法,分析不同载荷下材料的电阻、电磁变化规律。试验结果表明:三维编织复合材料的电气特性受制造参数和承载方式的影响,三... 描述了三维编织复合材料的电阻测试基本方法,针对材料的特性,采用SQUID技术研究三维编织复合材料的电磁参数测试方法,分析不同载荷下材料的电阻、电磁变化规律。试验结果表明:三维编织复合材料的电气特性受制造参数和承载方式的影响,三维编织复合材料越厚,电阻值越小;表面编织角越小,电阻越小;纤维含量越高,电阻越小。承载状态下电阻在拉伸较小时呈现线性增加,当拉伸超过6%时,电阻呈现非线性增加,三点弯曲对电阻有着较大影响,加载时要比卸载时电阻、电磁量变化大。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 电磁特性 SQUID 弯曲试验

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三维编织体典型结构拓扑分析 被引量：4

16

作者 马忠辉 孙秦 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期25-29,共5页

详细分析了三维四步法 1× 1编织预制件的细观结构特征 ,并以此为基础对纱线的空间几何形态进行详尽的数学描述 ,提出了细观力学代表单元分析模型。与现有分析模型相比 ,该模型更准确地描述了纱线弯曲形态及各纱线间的空间位置关系 。

关键词 拓扑分析 细观力学 复合材料 三维编织 代表单元 纱线

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用人工神经网络模拟三维编织复合材料的力学性能 被引量：2

17

作者 李水乡 孙慧玉 黄传奇 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期397-401,共5页

三维编织复合材料由于其材料结构及编织工艺的复杂性和众多工艺参数的影响，目前尚未建立成熟的力学模型。本文采用人工神经网络ＢＰ（ｂａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）算法，将编织工艺参数作为人工神经网络的输入，将弹性模量及强度... 三维编织复合材料由于其材料结构及编织工艺的复杂性和众多工艺参数的影响，目前尚未建立成熟的力学模型。本文采用人工神经网络ＢＰ（ｂａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）算法，将编织工艺参数作为人工神经网络的输入，将弹性模量及强度性能作为输出，建立了编织工艺参数与力学性能的人工神经网络关系模型，并讨论了ＢＰ算法及网络构造。这种人工神经网络关系模型对于三维编织复合材料的实验、生产和应用，工艺参数的选取以及理论模型的研究都有重要的参考价值。本文最后给出了三维编织复合材料拉伸和压缩性能的实验结果与人工神经网络预测结果，通过对比显示，其模拟效果令人满意。 展开更多

关键词 神经网络 纤维增强 复合材料 材料力学性质

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三维编织复合材料力学性能的实验研究 被引量：15

18

作者 杨朝坤 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期33-35,39,共4页

对四步法三维编织复合材料的拉伸、压缩和弯曲等性能进行了实验研究 ,得到了该材料的主要力学性能参数及破坏规律。实验结果表明 :三维编织复合材料具有良好的力学性能 ,而编织工艺和编织结构对复合材料的性能有较大的影响。

关键词 三维编织复合材料 力学性能 测试 强度

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三维编织复合材料测试中声发射信号的分析与研究 被引量：3

19

作者 李怡 万振凯 李嘉禄 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期145-147,150,共4页

论述了声发射技术在三维编织复合材料弯曲过程中的应用及实验方法,给出了声发射在三维编织复合材料中弯曲过程的特征。为了精确地知道材料的损伤部位,声发射源信号的采集非常重要。试验结果表明,考虑到声发射源定位研究的准确性,建议采... 论述了声发射技术在三维编织复合材料弯曲过程中的应用及实验方法,给出了声发射在三维编织复合材料中弯曲过程的特征。为了精确地知道材料的损伤部位,声发射源信号的采集非常重要。试验结果表明,考虑到声发射源定位研究的准确性,建议采用波形分析法。在声发射信号的采集过程中比较了参数分析法和波形分析法。根据信号的衰减程度,选择较准确的声发射源信号。利用小波变换的不同算法得到了三维编织复合材料较准确的声发射信号。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 参数分析 波形分析 小波变换

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三维四向编织复合材料纤维体积含量的预测与参数分析 被引量：6

20

作者 马忠辉 孙秦 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期662-666,共5页

纤维体积含量是决定编织复合材料各种性能的重要参数指标 ,纤维含量的高低将直接影响到各种材料性能。通过细致研究三维四向 1 x1编织体编织工艺过程 ,提出了更为精确的纤维体积含量预测方法。应用这一方法对实际编织体预测 ,其结果与... 纤维体积含量是决定编织复合材料各种性能的重要参数指标 ,纤维含量的高低将直接影响到各种材料性能。通过细致研究三维四向 1 x1编织体编织工艺过程 ,提出了更为精确的纤维体积含量预测方法。应用这一方法对实际编织体预测 ,其结果与实验结果吻合得很好。在此基础上 ,分析了纤维束直径、纤维束弯曲半径、携纱器单步运动形成编织体高度等主要细观结构参数 ,对代表单元编织体纤维体积含量的影响敏感度及关系曲线 ,为编织复合材料性能及纤维含量的细观优化设计奠定了分析基础。 展开更多

关键词 三维四向编织 复合材料 细观结构参数 代表单元

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