連續(xù)變厚度平面板狀三維機織物的研制.pdf

1、隨著航空業(yè)的發(fā)展，業(yè)界對航空發(fā)動機燃油效率和碳排放的要求不斷提高，航空發(fā)動機設計采用的涵道比不斷增大，風扇部件尺寸隨之加大，這使得風扇段的質(zhì)量占發(fā)動機總重量的比例也不斷增大。風扇葉片質(zhì)量的減少是減少發(fā)動機總重量的重要途徑。而復合材料在風扇葉片上的使用是減輕風扇質(zhì)量的重要方法。隨著復合材料風扇葉片的進一步發(fā)展，國外公布了三維編織預制件樹脂模塑傳遞成型的掠形大流量寬弦復合材料風扇葉片，使用三維編織技術生產(chǎn)復合材料風扇葉片的預制件，減輕了風扇

2、葉片的重量。
　　縱觀國外高性能航空發(fā)動機復合材料風扇葉片的現(xiàn)狀及發(fā)展，樹脂基復合材料的研究是實現(xiàn)發(fā)動機提高效率的關鍵，復合材料風扇葉片必將具有更大的應用前景。且我國在使用三維織物作為復合材料風扇葉片預制件的研究并未大量展開。因此，對發(fā)動機復合材料風扇葉片三維織物預制件的研究具有一定意義。本文結(jié)合風扇葉片基本形狀，將其拓展為變厚度平板狀，并結(jié)合多綜眼多劍桿織機進行連續(xù)變厚度三維機織物的研究。
　　首先，本論文多對綜眼多劍桿織

3、機進行了簡要介紹，并對其送經(jīng)機構進行了改造，設計了一種可自動反轉(zhuǎn)的送經(jīng)機構；使織機在織造過程中，當經(jīng)紗張力由于某些原因而降到零甚至出現(xiàn)松弛時，自動反轉(zhuǎn)經(jīng)軸，來保持經(jīng)紗張力均勻，并保留了一般送經(jīng)機構的功能。經(jīng)工藝改進后，上機試織，織造連續(xù)變厚度三維機織物時，各層經(jīng)紗張力均勻，梭口清晰，為順利引緯提供了有利條件。
　　然后，本論文結(jié)合三維機織物基本結(jié)構分別對連續(xù)變厚度三維機織物進行了組織結(jié)構的設計。結(jié)合厚度影響因素可知連續(xù)變厚度組織設

4、計原理：
　?。?）在經(jīng)紗線密度不變時，通過逐步增加緯紗與經(jīng)紗交織層數(shù)，在增加交織層數(shù)的同時增加了緯紗根數(shù)；
　?。?）引入緯向墊紗，增加織物內(nèi)緯紗根數(shù)來增加織物厚度；
　?。?）結(jié)合上面兩種方式，引入緯紗線密度變化，來實現(xiàn)織物厚度的增加。
　　比較三種組織設計，多層接結(jié)組織結(jié)構設計具有較大的變化，且滿足風扇葉片尖端薄的要求，最終本課題確定采用多層接結(jié)組織進行連續(xù)變厚度三維機織物的設計。
　　最后，本論文對

5、所設計的組織結(jié)構進行上機織造，織造了三種不同規(guī)格試樣。并對所織三維機織物進行下機厚度數(shù)據(jù)測量和切片分析。其中分析得到：織物結(jié)構變化引起的厚度變化較大，相同結(jié)構交織層數(shù)逐步變化，每次變化厚度增加的幅度不大，可以認為厚度變化是連續(xù)的；引入了緯紗線密度變化時，織物相鄰截面厚度增加值在1mm以內(nèi)，可以認為三維機織物厚度實現(xiàn)連續(xù)變化；且所織造織物下機結(jié)構穩(wěn)定，外觀均勻良好，織物厚度幾乎達到連續(xù)變化，且織物整體厚度增加大，證明本課題所采用的方案切實