碳纤维多层织机引纬系统关键技术..研究

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1、1．4课题研究的主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6第二章碳纤维多层织机整体方案研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．92．1碳纤维多层织机的技术要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．92．2多层碳纤维织物结构研究与织机设计的关联⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．102．2．1三维机织结构分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．102．2．2常用多层碳纤维结构分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．102．2．3多层机织三向织物结构及机织过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯142．3碳纤维多层织机的设计思想⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯152．4碳纤维多层织机的设计特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯152．5碳纤维多层织机的工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯162．6

2、主要机构的时间分配及时序要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．202．7本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2l第三章碳纤维多层织机引纬机构设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．233．1研究的技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．233．2碳纤维多层织机引纬机构的技术要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．243．3碳纤维多层织机引纬机构的工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．243．4碳纤维多层织机引纬机构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．243．4．1剑带传动装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯253．4．2升降装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．253．4．3剑头装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．263．5运动规律的确定⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．263．5．1剑带运动规律的弹性动力学设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．273．5．2剑带运动规律的动力学仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯293．5．3升降运动规律的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯303．6减速比的确定及电机选用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．303．6．1剑带传动装置减速比的确定及电机选用⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．303．6．2升降装置减速比的确定及电机选用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯323．7本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．32第四章引纬机构的三维设计与仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯334．1Solidworks下三维模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯334．2分析模型的建立⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．344．3主要部件的运动学和动力学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．354．3．1剑带在Pro／E中的运动学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．354．3．2剑带在Adams中的动力学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．374．4剑带传动装置ANSYS分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．404．4．1钢45剑带传动装置ANSYS分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯404．4．2碳纤维剑带传动装置ANSYS分析⋯⋯．．：⋯⋯⋯⋯⋯．．434．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．44第五章结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．455．1结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．455．2展望⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．45参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．47发表论文和参加科研情况说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．51致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．53Ⅱ1．1引言第一章绪论材料性能的要求随着工程技术和材料科学的发展变的越来越高。对于先进复合材料，其研究、发展及应用逐步成为高科技材料技术的核心内容之一，而碳纤维及其复合材料在该领域占有非常重要的地位[1,2,31。究其原因：它是一种用途十分广泛的树脂基复合材料，以合成树脂为基体材料，碳纤维为增强材料，通过各种成型工艺复合而成的高强度碳纤维复合材料，它是一种高性能新型结构材料；是一种比钢的强度

6、大十多倍、密度比铝合金还要低，且还有许多其他金属材料缺少的电学、热学和力学性能；在现代航空航天、卫星等尖端技术发展中，已成为一种不可或缺的新型材料。因此，许多发达国家投入了大量人力、物力和财力，对碳纤维进行研制开发，目前其质量不断提高，品种和规格与日俱增，应用领域日益拓型41。碳纤维织物在复合材料制造工艺流程中起着十分重要的作用。它就像建筑物中的钢结构框架一样，是复合材料的增强结构骨架，从结构和性能上强化了复合材料，使其具有显著的抵抗应力集中、冲击损伤和裂纹扩展的能力。碳纤维多层立体织物是目前迅速发展的一种新型的纤维织物结构。它是一种由连续纤维在三维空间按照一定规律相互交织而形成的整体纤维

7、增强骨架，贯穿空间各个方向的纤维，克服了传统织物叠层结构骨架的层间结合薄弱的缺点，提供了增强结构的整体性和稳定性，同时也具有更加宽泛的设计自由度，可以实现材料性能的优化设计和异形结构的仿形成型，成为高性能复合材料制备的技术关键和产业用纺织品的前沿发展方向。在科学技术迅猛发展的今天，在航空航天、风力发电、船舶等领域的发展的推动下，高性能碳纤维的纺织装备技术显得尤为重要，同时先进的碳纤维多层织造设备取得了突破性进展15’6

8、