一种曲形板状三维角联锁织物及其织造方法技术

本发明专利技术公开了一种曲形板状三维角联锁织物及其织造方法。它由直段织物与曲段织物一次性连续织造而成；该曲形板状三维角联锁织物的经纱在各个位置上均连续无断纱，所述曲段织物的弯曲处呈圆角，圆角弯曲处所用纱线的体积含量与直段处所用纱线的体积含量相同。织造步骤为：先织造一段直段；根据产品圆角尺寸计算圆角的织造顺序，并对经纱分组；然后使用夹持工装，夹住已织好的织物直段平面转动一个角度α，按照分组的经纱进行织造形成一角度，再通过该角度的若干次叠加完成整个圆角的织造；最后通过多次重复前述步骤完成该曲形板状三维角联锁织物的织造。该方法操作简单，无断纱，织造时间可缩短１／３，织造效率高，其适用性广，易于实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种板状三维角联锁织物及其织造方法，特别是一种曲形板状三维角 联锁织物及其织造方法。
技术介绍
三维角联锁织物(又名2. 5D织物)，具有独特的结构(参见图1)，用其增强的复 合材料制件具有高损伤容限、耐冲击、耐烧蚀、抗分层和抗疲劳等综合性能，因而使用三维 角联锁织物织造的仿形织物现已在航空航天等多个领域得到应用。板状三维角联锁织物复合材料制件是三维织物复合材料的一个种类，其编织结构 为三维角联锁织物的基本结构，仿照平面机织物的方式进行开口、引纬、打纬操作，织物外 形多为矩形体结构(参见图1、图2、图3)，其中图2为矩形织物，其中，区域1为所需的曲形 织物，区域2为沿所需曲形织物外轮廓需要裁切的部分，区域3为沿所需曲形织物内轮廓需 要裁切的部分；图3中显示的为封闭式环形织物的织造方式，其中，4为开口机构区域5为 该织造方式的织造区域；6为织造横边所需要增加的纱线。上述常规的板状三维角联锁织 物多适用于一些常规的板状材料，或作为一些立体仿形预制件的平板试验件使用；而采用 常规的板状织物的织造方法，均存在以下缺陷1)纱线浪费量大，表现在，A)裁切过程中将 会有大量已织造完成的织物被作为废品剔除；B)为织造织物改变方向后的边所上的纱线， 在织造完成后会有很长部分剩余无法参与下次织造，造成浪费；2)纤维连续性不好，会产 生大量不连续纤维，影响织物的材料性能；尤其在圆角部位，经纬纱交织部分过短，容易断 开。3)织造效率低，大量时间浪费集中在织造中途的上纱步骤；在一些较为复杂形状的曲 形板状材料，如S形、U形、不封闭环形等类型的材料中由于织造的局限性而不能使用，限制 了板状三维角联锁织物的发展。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种操作简单，无断 纱，织造效率高，可一次连续完成的曲形板状三维角联锁织物及其织造方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种曲形板状三维角联锁织物，其 特点为它由直段织物与曲段织物一次性连续织造而成；该曲形板状三维角联锁织物的经 纱在各个位置上均连续无断纱，所述曲段织物的弯曲处呈圆角，圆角弯曲处所用纱线的体 积含量与直段处所用纱线的体积含量相同。上述曲形板状三维角联锁织物为U形、S形和不封闭环形的三维角联锁织物。为了实现上述目的，本专利技术同时提供了一种上述曲形板状三维角联锁织物的织造 方法，它包括如下步骤1)织造一段平直织物；2)根据产品圆角尺寸计算圆角角度θ所需 的织造顺序，并对经纱进行分组；3)使用夹持工装，夹住步骤1)成型的平直织物直段，将其 平面转动一个角度α，按照步骤2)的织造顺序，用已分组的经纱进行织造；4)完成步骤3) 中角度α的织造，再通过该角度α的若干次叠加完成整个圆角角度θ的织造；5)在步骤34)的基础上重复步骤1)和步骤3)，得到所述曲形板状三维角联锁织物。上述步骤3)所述的角度α的转动方向依据产品的形状要求可以是顺时针转动， 也可以是逆时针转动；该角度α为圆角角度θ与织物内半径需要织造的纬数的比值C^的 倍数，该倍数取值与织物幅宽呈正比，其中，为理论最小转动角；即通过该角度α的若 干次叠加完成整个圆角角度θ的织造；上述角度α —般确定在10-30度之间。在步骤1)中，平直织物的织造长度，以夹持工装可夹住为准；所用的夹持工装，可 选用矩形夹板或可拼接的栅栏式夹持工具中任一种。由于采用的上述技术方案，本专利技术的有益效果如下1)本专利技术采用的编织方法与 现有技术相比，能够大量缩短织造时间，提高织造效率，经试验，织造时间可节省1/3，由于 经线与纬线的交织主要依靠一可平面转动的夹板或夹持工具作为夹持工装进行，改变了现 有技术中纱线浪费大的缺陷，节约了纱线使用量。2)该曲形三维角联锁织物的织造方法可 一次连续织造，能够保持织物周长方向经纱的连续性从而提高曲形复合材料长度方向的拉 伸性能；同时，在织物的弯曲处、特别是与直段连接的圆角部位经纱连续性好，与直段连接 过渡正常，织造效率高。3)本专利技术的技术方案适应性强，现有的织机经简单改造都可使用， 实现曲形板状织物的连续织造；并具有操作简单、方便实际应用等特点。4)本专利技术所用的 织造方法，使用辅助工装，改变原本直线织造织物的织造路线，织造出S型、U型或不封闭环 型织物；不仅如此，该织造方法还可实现任何直段与圆角的结合或圆角与圆角结合的织物， 其适用性广，易于实施。附图说明图1为现有技术中三维角联锁织物的结构示意2为现有技术中矩形板状织物的外形示意3为现有技术中利用专用开口设备织造环形框类织物的示意4为本专利技术曲形板状S形织物外形5为本专利技术曲形板状U形织物外形6为本专利技术曲形板状不封闭环形织物外形7为本专利技术平直织物的织造夹持工装位置8为本专利技术曲段织物弯曲部位的夹持工装转角位置示意9为本专利技术织造顺序示意图具体实施例方式本专利技术的曲形板状三维角联锁织物，为一次性连续织造的整体结构，该织物的经 纱在各个位置上连续无断纱，织物外形呈圆角，圆角弯曲处所用纱线的体积含量与直段处 所用纱线的体积含量相同。如图7、图8、图9曲形板状三维角联锁织物的织造方法具体包括如下步骤1)织造一段平直织物；织造长度，以夹持工装7可夹住为准；2)根据产品圆角尺寸计算圆角所需的织造顺序，并对经纱进行分组；为保证所织 的织物内半径R2与外半径R1的纬纱密度一致，通过下列公式①②对所述织物的内弧长和外 弧长的长度进行计算；再通过公式③由外弧长与内弧之比得到织造分组参考值a ；4L1 = 2队· θ /360 ①L2 = 2R2 · θ /360 ②a = L1A2③其中，L1为外弧长；L2为内弧长；θ为织物圆角的角度；a为确定织物圆角部分的 织造分组参考值；当纬密设计为W时，通过公式④计算外弧长所织造纬数Z1 ；通过公式⑤计算内弧 长所织造纬数Z2 通过公式⑥外弧长织造纬数Z1与织造分组参考值a的比值得到需要织造 的纬数比值b;Z1 = L1W ④Z2 = L2W ⑤b = Z/a ⑥该所织织物的经纱按照该分组参考值a沿幅宽方向均勻进行分组，当织物幅宽远 大于外弧长L1时，以取a的倍数沿其幅宽方向均勻进行分组，同时用外弧长织造纬数Z2与 a的纬数比值b验证a分组是否合理；当纬数比值b为整数时，可确定a分组值合理，否则， 需对a的分组用增加倍数的方式进行调整，以满足纬数比值b为整数；3)利用一可平面转动的矩形夹板作为夹持工装7，夹持住步骤1)织造的平直织 物，再将该夹持工装7平面转动一个的角度α，该角度α的转动方向通常按照产品预设的 规格，根据曲形板状三维角联锁织物圆角的方向或顺时针，或逆时针转动，该角度α为圆 角角度θ与织物内弧长需要织造的纬数乙的比值％的倍数，Citl为理论最小转动角，可通 过公式⑦⑧进行计算；Q0= θ /Z2⑦α = ηα 0(n ^ 1) ⑧本实例中曲形板状三维角联锁织物角度α转动以10-30度为宜；公式⑧中倍数η 取值随产品幅宽增加而增加；然后，按照步骤2)计算好的顺序，用已分组的经纱进行织造；4)步骤3)的织造顺序由所织织物的外弧至内弧的交织顺序进行，其中，按照分组 参考值a或a的倍数进行均勻分组的经纱；织造的具体顺序为由织物的外半径开始，先织 造第1组，再织造第1+2组、第1+2+3组……直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曲形板状三维角联锁织物，其特征在于：它由直段织物与曲段织物一次性连续织造而成；该曲形板状三维角联锁织物的经纱在各个位置上均连续无断纱，所述曲段织物的弯曲处呈圆角，圆角弯曲处所用纱线的体积含量与直段处所用纱线的体积含量相同。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓霞，王永悍，肖永栋，邹财勇，石广兴，郭丹凤，
申请(专利权)人：北京玻钢院复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：11