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蜂窝形和T字形立体机织物的织造要点 大连工业大学 吕丽华魏春艳王晓杨晶 摘要：探讨蜂窝形和T字形立体机织物的织造要点。介绍了蜂窝形和纬向T字形立体机织物的设 计与织造方法，包括截面形状设计、上机参数选择、上机图设计和织造步骤等。最终在普通小样织机上成功 织造出了蜂窝形和纬向T字形立体机织物，节省了生产成本，织造的织物可控性好。认为：该类织物的规模化 生产还需较长的时间才能实现。 关键词：立体机织物；蜂窝形；T字形；上机设计；纬纱；平纹 1问题的提出 立体机织物由于在厚度方向存在交织纤维束，使立体纺织结构复合材料具有比层压复合材料更高的层间 剪切强度和断裂韧性，因此在航空航天、交通运输、汽车工业、船舶制造、体育用品、医疗卫生等领域有着 广泛的应用前景‘卜3|。立体结构织物根据其不同的织造工艺可分为机织、编织、针织、缝合等多种形式，其中 机织织造工艺较稳定，自动化程度较高，且生产成本较低。早在1992年，杨彩云【4-51采用三个系统纱线及正交 机织的方法设计出了T形、工字形等复合材料预制件，但是织机需要三个经轴，至少两个梭子。王元昌等16_圳 研究了采用角连锁结构在多臂织机上织制经、纬向T字形三维机织物的上机工艺。朱春红等㈨给出了最小结 构单元经纬循环的计算方法，通过T字形结构的变化与组合，实现了各种异形件，如l形、长T字形、十字形 以及蜂窝形等立体非管状异形件的结构设计，并验证了最小结构单元经纬循环计算方法的普适性。 本文通过合理设计，尝试在普通小样织机上织造蜂窝形和T字形立体机织物。蜂窝形立体机织物采用截 面形状呈三角形、菱形、六边形+菱形以及六边形的结构；T字形立体机织物采用纬向T字形结构，并通 过变换引纬路线，优化结构，为立体结构织物设计及立体结构复合材料的开发提供理论指导。 2蜂窝形立体杌织物的设计与织造 2．1蜂窝形立体机织物的结构 蜂窝形立体机织物可由多层平面织物用经纱接结形成，其截面呈六边形的结构示意图如图1所示。图l 中垂直于图表面呈现环状的为纬纱，平行于图表面呈现波浪状的为经纱。通过改变纬纱布置与排列方式，可 以调整每个蜂窝孔的尺寸和形状，例如菱形、三角形和六边形等，以满足不同需要。这种新型复合材料结构 稳定，抗耐压，易设计，隔热性好，同时这种结构避免了层状结构复合材 料层间强度低、易损伤等缺点，被广泛应用于管道输送、汽车、航空 航天、造船、仓储、建筑等领域【101。 2．2蜂窝形立体机织物的上机图 截面呈三角形、菱形、六边形+菱形结构以及六边形结构的蜂 窝形立体机织物的上机图如图2所示。四种不同截面的织物全部采用 顺穿法，根据各自的结构图和最小结构单元的每根经纱与纬纱交织规 律，确定经组织点与纬组织点，并将其对应填人组织图中。这四种织物 图l蜂窝形三维机织物的结构图 都为八层经纱，每一层织物都采用平纹组织，接结处采用纬重平组织， 77 通过改变接结点的位置，可以得到不同的截面形状。 鬻簇 粪 2．3蜂窝形立体机织物的织造 —曝曩照 露璧箧麓 为了使得织物结构均匀整齐，每一层采用一样的组织。 苣匿霞醚 匿莲耀 基础组织一般采用平纹组织，以获得结构紧密，整体性良好， 蓬震 黼霹麟 综片数较少，同时具有较小纤维体积比的多层蜂窝结构立体 蘸箧隧匿 匪箧醚麟 机织物。要想获得良好的蜂窝形效果，关键是在织造时要合 壤嘲墨 理设计多层蜂窝组织的接结组织。并层处织物组织的选择 (a)呈三角形上机图 (b)呈菱形上机图 就是接结组织的选择。在并层处的每层经纱仍保持原有由