Kev piav qhia ntxaws ntawm Cov Txheej Txheem Zoo Tshaj Plaws hauv Aerospace Composite Materials: Kev Ua Haujlwm Ntawm Woven Thiab Knitted Fiber Structures

Jan 30, 2024

Tso lus

Fiber weaving qauv ua cov txheej txheem
Kev lig kev cai 2D weaving koom nrog interlacing ntawm warp thiab weft yarns ntawm ib lub loom lossis ntau lub caj npab weaving tshuab los tsim cov qauv dawb, twill, thiab satin weave. Cov txheej txheem weaving muaj tsib yam tseem ceeb: shedding, picking, beating, take-up, and letting-off. Muaj ntau yam txheej txheem los ua kom muaj, xws li shuttle, rapier, thiab air-jet. Ib txheej txheej 2D weaving txheej txheem kuj tuaj yeem siv rau kev xaws qee yam 3D woven cov qauv, suav nrog 3D orthogonal thiab lub kaum sab xis-txheej txheem, 3D hollow spacer cov qauv nrog cov ntaub interlayers thiab honeycomb lug, 3D plhaub qauv, thiab 3D node qauv. Daim duab 1 qhia txog 2D weaving hauv paus ntsiab lus rau kev tsim ob qho tib si 2D thiab 3D lub kaum ntse ntse-txheej woven qauv.
 

1

                                                                       Daim duab 1: 2D weaving qauv rau 2D thiab 3D woven lug
Thaum cov txheej txheem 2D weaving ib txwm siv tau los tsim ntau yam khoom 3D woven, lub thickness dimension yog txwv. Vim li no, tshwj xeeb 3D weaving tshuab tau tsim los tsim 3D woven fabrics. Ib lub tshuab ua ntej tshaj plaws tsim tawm txawv teb chaws yog lub tshuab tshwj xeeb siv los tsim cov qauv orthogonal nrog X, Y, thiab Z yarns, raws li qhia hauv daim duab 2.
 

2

Daim duab 2: Tshwj xeeb 3D weaving tshuab rau kev tsim 3D orthogonal qauv

Nyob rau hauv cov txheej txheem weaving, Z-kev taw qhia fibers nyob ruaj ruaj thaum lub X fibers yog thawj zaug thiab raug ntaus rau hauv txoj hauj lwm tsim nyog, tom qab ntawd los ntawm kev ntxig thiab ntaus ntawm Y fibers rau hauv lawv txoj haujlwm. Qhov kev ua haujlwm no tau rov ua dua los tsim cov qauv kev cog lus kom txog rau thaum qhov siab xav tau mus txog, uas ua rau muaj 3D duab plaub kab sib dhos. Tom qab ntawd, lub dual-qhib lub lag luam 3D weaving tshuab tau tsim tawm txawv teb chaws. Lub kaw lus qhib no tso cai rau cov xov paj warp interlace nrog cov xov paj ob leeg horizontally thiab vertically. Qhov tshwj xeeb 3D weaving txheej txheem no tuaj yeem ncaj qha tsim cov ntaub ntawv molded, muab cov qauv kev ntseeg siab tshaj plaws txawm tias cov ntaub raug txiav lossis puas.

Kev tsim ntawm peb-axis weaving qauv yog ua tiav los ntawm kev koom ua ke ntawm cov tsoos 2D weaving thiab automated weaving cov tswv yim. Ib tug raug peb-axis weaving tshuab, tsim los ntawm Dow thiab tsim los ntawm Barber-Colman, yog qhia nyob rau hauv daim duab 2.28. Cov cuab yeej siv no siv lub log tig nrog cov spindles los tso cov xov paj warp thiab siv cov ntug rapier los tsim ib qho chaw rau kev ntxig ntawm cov xov paj.
 

3

Daim duab 3: Rotating log nrog spindles rau kev tsim peb-axis weaving qauv
                                                              Cov txheej txheem ua cov txheej txheem fiber ntau knitting
Cov hauv paus ntsiab lus ntawm warp knitting thiab weft knitting yog illustrated nyob rau hauv daim duab 4. Nyob rau hauv warp knitting qauv, txhua koob ntawm lub txaj txaj tsis tu ncua pub thiab cov ntaub ntawv loops nrog tib warp yarn nyob rau hauv ib lub voj voog knitting. Tshwj xeeb, koob A, B, C, thiab D tau txuas ntxiv nrog tib lub xov paj warp, uas ua rau ib ntu ntawm cov ntaub qhwv (E, F, G, H). Nyob rau hauv weft knitting lug, nyob rau hauv tib lub voj voog knitting, xov paj noj thiab voj tsim tshwm sim ntawm txhua rab koob hauv rab koob bar. Txhua rab koob hauv rab koob (A, B, C, thiab D) yog sib tshooj ntawm cov xov paj sib cais (E, F, G, thiab H).

4

Daim duab 4: Knitting cov qauv ntawm cov qauv fiber ntau: (sab saum toj) warp knitting; (hauv qab) weft knitting
Lub voj voog weft knitting yog tus cwj pwm los ntawm kev tsim cov tubular ntaub qauv. Txawm li cas los xij, tiaj tiaj weft knitting muaj qhov yooj yim dua hauv kev tsim ntau hom tubular cov qauv, nrog rau ib leeg, cov hlab bifurcated, thiab ntau ceg, vim nws muaj peev xwm rau tus kheej xaiv, lub voj hloov mus, ntau lub kaw lus knitting, thiab siv cov khoom siv. sinkers thiab pressers. Daim duab 5 qhia txog kev knitting ntawm ib lub raj uas siv cov koob xaiv ntawm lub tshuab computer flat knitting.
 

5

Daim duab 5: Knitting ntawm ib lub raj ntawm lub tshuab computer tiaj tiaj knitting

Tubular knitting yog ua tiav los ntawm alternating ib lub xov paj ntawm ob rab koob txaj thiab hloov cov xov paj ntawm ib lub txaj mus rau lwm qhov tsuas yog ntawm cov npoo los tsim ib lub raj. Los ntawm kev sib txuas cov tubular knitting nrog cov txheej txheem knitting, ntau yam kev hloov pauv ntawm ib leeg-knitting qauv tuaj yeem ua tiav.

Intarsia knitting tshuab ua rau cov tshuab knitting siv ntau cov fibers sib txawv los xaws cov khoom sib txawv ntawm cov ntaub. Fibers tuaj yeem siv ib leeg lossis ua ke. Nrog rau cov txheej txheem no, ib lub raj tuaj yeem tsim los ntawm kev pib knitting ib qhov ntev nrog ib qho fiber ntau thiab tom qab ntawd qhia lwm cov fiber ntau rau ib txhij ua ob lub raj, ua rau lub raj bifurcated. Ib yam li ntawd, los ntawm kev siv fiber ntau ntau, ntau lub raj xa dej tuaj yeem tsim tau.

Lub versatility ntawm computerized tiaj knitting tshuab ua rau muaj peev xwm ntawm weaving 3D qauv nrog ntau cov duab, xws li domes, spheres, thiab thawv, raws li qhia nyob rau hauv daim duab 6. Ib tug 2D rov shaping segment yuav tsim ib tug knitted dome qauv (Daim duab 6(b )). Qhov 2D ntu no tau ua tiav los ntawm kev rov ua dua thiab txo cov koob hauv kev nqis tes ua. Txhua ntu shaping sawv cev rau kev ua haujlwm ntawm maj mam nthuav dav thiab tom qab ntawd nqaim cov ntaub. Hom shaping ntu cuam tshuam rau lub kaum sab xis thiab qhov siab-rau-piv piv ntawm lub dome, thaum tus naj npawb ntawm shaping ntu cuam tshuam cov duab ntawm lub dome. Los ntawm kev hloov cov ntu elliptical ntawm lub dome nrog cov duab peb sab, lub thawv zoo li tuaj yeem tsim.
 

6

                                                               Daim duab 6: (a) Circular dome, (b) Knitted dome structure, (c) Knitted sphere, (d) Knitted box

Raws li pom nyob rau hauv daim duab 6(d), rau cov qauv dome, cov kab sawv cev ntawm qhov txo qis los yog nce ntawm cov koob kev khiav hauj lwm yog linear es tsis yog nkhaus. Hom shaping ntu cuam tshuam rau lub kaum sab xis ntawm qhov tshwm sim cuboid. Qhov sib piv ntawm tus naj npawb ntawm shaping thiab non-shaping koob txiav txim qhov nam piv ntawm lub thawv tau. Lub peev xwm los hloov tus naj npawb ntawm cov koob knitting muab lub peev xwm loj tshaj plaws rau cov tshuab computer tiaj tiaj knitting los tsim ntau yam 3D duab.

Cov qauv ntu nruab nrab yog tsim los siv ob lub koob ntawm lub voj voog, tiaj tiaj knitting, lossis warp knitting tshuab. Circular weft knitting machines nruab nrog lub tog raj kheej thiab lub disc tuaj yeem tsim cov ntaub ntuag, qhov twg cov txheej txheem sab nrauv txuas nrog fibers. Cov ntaub luv luv ntawm lub voj voog knitting tshuab yog tsim los ntawm knitting ob hom ntaub sib txawv nyias siv lub latch thiab lub tog raj kheej koob, thiab tom qab ntawd txuas ob txheej nrog tucks ntawm lub latch thiab cylinder koob (Daim duab 7).
 

7

Daim duab 7: Kev tsim cov ntaub ntuag rau ntawm lub voj voog knitting tshuab: (a) Ob chav txaj ncig knitting tshuab; (b) Knitting ntu ntu ntaub ntawm lub tshuab ncig
Qhov kev ncua deb ntawm ob txheej ntaub nyias nyias tuaj yeem hloov kho los ntawm kev hloov qhov siab ntawm lub latch koob txheeb ze rau lub tog raj kheej lub tshuab. Lub preset thickness ntawm lub caij ntuj no ntaub nyob rau hauv no txoj kev yuav muaj xws li los ntawm 1.5 mus rau 5.5 millimeters. Ib yam li kev tsim cov ntaub ntu nruab nrab ntawm cov tshuab ncig, cov ntaub qhwv lub caij nyoog nrog cov xov paj sib txuas yog tsim los ntawm cov tshuab knitting tiaj tus los ntawm kev ua ob txheej txheej txheej ntawm sab xub ntiag thiab sab nraub qaum thiab tom qab ntawd txuas nrog tucks ntawm ob rab koob txaj (Daim duab 8).
 

8

Daim duab 8: Kev tsim cov ntaub ntuag ntawm lub tshuab computer tiaj tiaj knitting: (a) Computerized flat knitting tshuab; (b) Knitting ntu ntu ntaub ntawm lub tshuab tiaj tus
Qhov kev ncua deb ntawm ob rab koob txaj txiav txim siab lub thickness ntawm lub caij nplooj ntoos hlav ntaub. Tsis zoo li lub voj voog knitting tshuab, qhov kev ncua deb ntawm ob rab koob txaj hauv cov tshuab knitting tiaj tus feem ntau yog nyob ib ncig ntawm 4 millimeters. Qhov sib txawv ntawm weft-knitted interval fabrics thiab lwm hom ntawm lub caij ntuj no fabrics yog hais tias lawv peb lub ntsiab yam ntxwv (xws li, saum txheej, hauv qab txheej, thiab luv txheej) yog knitted ua ke nyob rau hauv tib lub voj voog knitting. Weft-knitted interval fabrics yog tsim los ntawm ob-koob bar Raschel tshuab, raws li qhia hauv daim duab 9(a). Thaum qhia tuav 1 thiab 2 sib tshooj ntawm lub koob pem hauv ntej thiab qhia tuav 5 thiab 6 sib tshooj ntawm rab koob rov qab (knitting txheej saum toj thiab hauv qab, raws li), qhia tuav 3 thiab 4 sib tshooj sib tshooj ntawm cov xov paj nyob ib ncig ntawm ob rab koob. Daim duab 9(b) qhia txog cov txheej txheem ntawm kev tsim cov ntaub ntuag ntawm ob-kab koob Raschel tshuab RD 6.
 

9

Daim duab 9: Kev tsim cov khoom siv ib ntus ntawm ob rab koob Raschel tshuab: (sab saum toj) Schematic illustration ntawm lub hauv paus ntsiab lus; (hauv qab) Cov duab kos duab