[实用新型]圆管三维编织预成型体、编织复合圆管

说明书

技术领域

本实用新型涉及圆管三维编织预成型体、编织复合圆管。

背景技术

三维编辑复合材料是国外80年代发展起来的一种高级复合材料，它采用三维整体编织技术，对高性能纤维如碳纤维、石英纤维、碳化硅纤维和玻璃纤维进行编织，使纤维在空间相互交织在一起，形成一不分层、具有整体网状结构的预成型体，将此预成型体采用复合固化材料进行复合固化，复合固化材料形成复合固化体，就成为基本不需再加工的、能满足最终状和尺才要求的复合材料。近年来，因三维编织复合材料具有完整结构、一次成型和省时省力等优点，其作为一种新型的工程材料在航空、航天、汽车、医学等等领域得到广泛应用，并得到织造技术研究方的相当大关注，例如中国专利CN105063885A公开的一种“基于空间群P4对称性的三维编织材料”、申请公布号为CN 106400295 A的中国专利公开的三维编织管及制作该三维编织管的三维编织机和编织工艺。

四步法三维编织工艺可整体近净成型圆管、锥管等复合材料构件的预成型体。目前四步法三维编织复合材料构件增强相成型采用的是成熟而有效的在线覆模成型工艺，而这种加工方法成本高、效率低，批量加工的复合材料构件结构尺寸一致性很难得到保证，同一批次同种构件的性能梯度不一，结构不够稳定，四步法三维编织材料很难得到广泛应用。三维编织复合材料构件的这种缺陷的主要原因和避免方法的系统研究成果鲜有文献报道。同时，在线覆模成型空间曲面提构件很难避免脱模及复合成型工艺中预成型体的二次变形问题，中低密度四步法三维编织材料具有很强的再变形能力。四步法三维编织预成型体的变形机理及稳定高效的成型方法目前尚未被系统研究。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种圆管三维编织预成型体，以解决现有的三维编织预成型体结构不够稳定、尺寸一致性很难得到保证的问题，同时，本实用新型还提供了一种三维编织复合圆管。

为实现上述目的，本实用新型中圆管三维编织预成型体采用的技术方案是：

方案1.圆管三维编织预成型体，所述圆管三维编织预成型体包括卷曲成圆管的板块三维编织体，卷曲成圆管的板块三维编织体的相互对接的两侧边通过固定结构相互固定。

方案2.根据方案1所述的圆管三维编织预成型体，卷曲成圆管的板块三维编织体的相互对接的两侧边是通过铆接或螺栓连接相互固定。

方案3.根据方案1或2所述的圆管三维编织预成型体，所述板块三维编织体为平板块三维编织体或弧形板块三维编织体。

方案4.根据方案1或2所述的圆管三维编织预成型体，圆管三维编织预成型体的单元胞体为立方体。

本实用新型中编织复合圆管采用的技术方案是：

方案1.编织复合圆管，包括圆管三维编织预成型体和由复合固化材料形成复合固化体，所述圆管三维编织预成型体包括卷曲成圆管的板块三维编织体，卷曲成圆管的板块三维编织体的相互对接的两侧边通过固定结构相互固定。

方案2.根据方案1所述的编织复合圆管，卷曲成圆管的板块三维编织体的相互对接的两侧边是通过铆接或螺栓连接相互固定。

方案3.根据方案1或2所述的编织复合圆管，所述板块三维编织体为平板块三维编织体或弧形板块三维编织体。

方案4.根据方案1或2所述的编织复合圆管，圆管三维编织预成型体的单元胞体为立方体。

有益效果：本实用新型采用上述技术方案，圆管三维编织预成型体是通过将板块三维编织体卷曲成圆管并将卷曲成圆管的板块三维编织体的相互对接的两侧边相互固定得到，板块三维编织体卷曲成圆管的过程中会使构成纱线的不稳定纤维堆砌结构预先发生变形和局部曲屈，从而减小或避免预成型体受到外力后再次变形，从而获得稳定结构，与现有技术中在线成型相比，本实用新型采用了离线成型，解决了现有的三维编织预成型体结构不够稳定、尺寸一致性很难得到保证的问题。

附图说明

图1是编织纱线的纤维堆砌结构受载荷发生渐进滑移的结构示意图；

图2是编织纱线截面变形机理示意图；

图3是四步法三维编织预成型体结构的变形机理示意图；

图4是四步法板块三维编织预成型体的非受限变形示意图；

图5是四步法板块三维编织预成型体的受限变形示意图；

图6是本实用新型中管状预成型体离线二次成型的单元胞体的弯曲变形前后对比示意图；

图7是不同层单元胞体的受力变形对比示意图；

图8是离线二次成型获得的管状预成型体模型示意图；

图9是四步法板块三维编织预成型体在受外部载荷时的纱线轴向视图；