[发明专利]一种三维织造张力控制方法

说明书

本发明涉及纤维增强复合材料预制体制造领域，具体涉及一种复合材料三维织造张力控制方法。本发明的步骤为：设定纱线张力，计算出在织造过程中，织造针在任意位置的理论纱线织造偏角。织造过程中通过对织造偏角进行实时检测，并与理论织造偏角对比，主动收放张力施加线，实现对织造偏角的控制从而实现对张力的控制。本发明提出的三维织造张力控制方法实现了预制体三维织造过程的张力控制，有利于提高三维织造过程的可控化、自动化程度。

技术领域

本发明涉及复合材料预制体制造技术领域，具体涉及一种复合材料三维织造张力控制方法。

背景技术

由于近些年能源的逐渐匮乏，材料制造业的生产和运输成本大大增加，因此很多研究者着重于研究材料的轻量化技术。20世纪60年代以来，多种具有三维结构的纤维增强复合材料发展起来，因为其具有损伤容限高、层间性能好、结构设计灵活等优点，广泛应用于航空航天、国防军工等尖端领域。

随着复合材料预制体三维成形技术的发展，预制体生产过程向着自动化、可控化方向发展，预制体成形的质量稳定性要求也越来越高。常规使用张力传感器直接在工艺过程中进行张力检测并进行控制的方式存在着对纤维磨损大，占地空间大，织造张力难以控制的问题，缺乏一种适用于三维织造的张力控制方法。

发明内容

本发明主要提供一种三维织造张力控制方法，该方法主要解决三维织造领域中织造张力难以控制的问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提出了一种三维织造张力控制方法，具体步骤如下：

(a)根据织造的纱线(12)规格、预留纱线(12)长度，设定纱线(12)的张力，并根据织造针(11)与已织造预制体(13)的高度差、预留纱线(12)的长度，计算出在织造过程中织造针(11)在任意位置的理论纱线织造偏角；

(b)织造过程中，实时检测织造偏角，织造偏角大于理论纱线织造偏角进入步骤(c)，织造偏角小于理论纱线织造偏角进入步骤(d)；

(c)张力施加线(15)主动放线，使纱线织造偏角等于理论纱线织造偏角；

(d)张力施加线(15)主动收线，使纱线织造偏角等于理论纱线织造偏角；

(e)重复步骤(b),完成单层纱线织造；

(f)张力控制停止。

进一步地，织造偏角为织造过程中，靠近地面一侧纱线与地面所形成的夹角。

进一步地，采用非接触测量的方式检测织造偏角。

进一步地，张力施加线的材质为高抗拉刚度线材，包括但不限于碳纤维、芳纶纤维。

本发明的有益效果是：

1)能够实现在预制体织造过程中的张力控制，对多根纱线同时进行控制，能够减少织造过程中纱线打结、张力突变等问题的出现，有利于提高三维织造过程的可控化、自动化程度。

2)采用非接触的检测方式，不占用纱路空间，减小了织造过程中的纱线磨损，有利于复合材料预制体的高质量成形。

附图说明

图1为本发明三维织造张力控制方法原理示意图

图2为本发明三维织造张力控制方法具体实施方式示意图

图3为本发明三维织造张力控制方法流程图

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下结合附图对本发明进行详细的说明。