基于多剑杆织机的三维织物织造工艺研究

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三维机织物作为纺织结构复合材料的预制件，织物中经纬纱线不仅沿面内分布，而且沿厚度方向分布，形成空间网状结构。这种结构不仅赋予复合材料高比刚度、高比强度等优点，而且使其具有良好的整体成型性，显著提高了层间性能和损伤容限。采用三维织造技术可以直接织制出各种形状、不同尺寸的三维机织物。
　　多剑杆织机是在普通剑杆织机的基础上设计制造的适于织造多层、复杂三维织物的一款新型织机。然而，目前多剑杆织机的应用还没有形成专门而系统的研究。由东华大学纺织学院和机械学院联合研制的多剑杆织机，综合了多项新型工艺，在技术上已经成熟。本课题将系统而深入研究三维机织物在该织机上的织造方法，包括三维织物组织的上机图设计以及织造工艺。
　　研究多眼综丝织造的上机图设计。针对不同三维机织物，阐述了两种不同上机设计方法:
　　(1)综眼层间接结的方法，在传统单综眼织造上机图设计的基础上，分析综眼层间的接结方式，将综片按一定规律提起，使不同综眼层的经纱形成交叉梭口，最终形成整体织物;
　　(2)整体分析的方法，从整体的角度分析全部经纱与纬纱的交织规律，通过开口和引纬示意，探索开口和引纬规律，最终得出纹板图和选纬图。
　　综眼层间接结的方法适于非贯穿织物。整体分析的上机图设计方法属于探索性的，适合所有织物。这两种方法虽然思路不同，但具有一定相通性。
　　多剑杆织机的上机工艺与传统方法基本相同。穿纱时需分综眼层逐层穿纱，输入纹板和选纬图等参数时需要注意加密设置。针对开口时经纱张力不匀、开口不清问题，通过分析经纱位置线后认为，胸梁位置应该位于引纬梭口的中间位置，单后梁系统应替换为分层定位装置。通过数学分析与计算，确定了分层定位装置的水平距离和各分层通道的最佳高度。结果表明，随着分层定位装置的水平距离增大，各分层通道的高度逐渐增大，各层经纱张力差异减小。针对样机中不合理机构也做了相关改进。通过金属弹片对夹纱区施加正压力的方法解决了夹纱器夹不紧纬纱的问题。分析织边问题时，认为将剑头改装成夹持装置携带梭子引纬，是解决乱边现象的可行方案。
　　经改进后，织机顺利织造出了疏松正交角联锁、层层斜交角联锁和多层接结纬组织三种织物，论文对这三种织物进行了初步分析。分析发现:
　　(1)三种织物的切片截面结构整体均匀，没有明显的综眼层间接结痕迹;
　　(2)切片图显示织物的实际结构与设计的截面图存在较大差异;
　　(3)在当前的经纬密度下，织物内部的经纬纱未能按要求形成堆叠，说明织造工艺和织机机构等方面存在的一些潜在问题，需要在后续研究中进行改进。
　　最后，根据织物的真实截面结构，建立模型并初步计算了织物理论厚度。

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作者
柳宝琴;
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作者单位

东华大学;

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授予单位东华大学;
学科纺织工程
授予学位硕士
导师姓名李毓陵;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TS103.337.3;TS105.14;
关键词
多眼综丝; 多剑杆织机; 三维织物; 织造工艺;

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