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碳纤维及其碳纤维复合材料以其优异的性能正广泛地应用于航空航天、风力发电、船舶等先进领域,因此高性能碳纤维的纺织装备技术的研究显得尤为重要。本文的碳纤维多层织机引纬关键技术研究及应用为现代三维织造设备的改进提供了坚实的理论基础。论文重点对以下方面进行研究和探讨:
根据碳纤维特性及织造技术要求,设计出更优的适合织机织造的三维机织结构的方案。再根据三维织物结构提出了三十层碳纤维织造的三维织机整体的设计方案,并对主要机构进行合理时间分配,设计出开口、打纬、引纬、寻位、自动换纱时序图。
根据对碳纤维的特性、碳纤维纺织装备技术和三维机织结构的研究,设计了一套附带寻位装置的多层引纬系统,实现引纬机构按照开口位置的变换和不同层数的引纬,并对该机构运动规律进行了分析和设计。同时为了满足剑带和升降装置运动平稳无冲击,对系统进行弹性动力学建模,并对其运动规律进行动态设计。为得到准确运动规律,对所建模型进行了动力学仿真。
应用现代设计软件对引纬机构进行集成设计,即采用Solidworks对引纬机构进行了三维建模,运用Pro/E和ADAMS在不同引纬规律进行了运动学和动力学分析,较为直观的说明在多项式引纬规律下,引纬机构运行较平稳;再运用ANSYS对剑带进行了静力学分析,同时分析了不同材料的剑带及不同材料的剑头对剑带在引纬过程中会产生不同的影响。
该碳纤维多层织机引纬机构是集机电一体化、控制及纺织工艺技术于一体,为碳纤维复合材料产品的研发提供了实验平台,为进一步开发新型的碳纤维复合材料织物的加工设备打下坚实的基础。