立体管状织物的三维圆织法成型

于， 常见 的机 织 方法其 经纱 是水 平排 列 的 ， 圆织法 而 的经纱 是沿 圆周 轴 向排 列 的 ， 纬纱 则 是 沿 圆周 方 向
连 续 引 入 织 口， 在 织 物 中 纬 纱 呈 现 为 螺 旋 形 故 态 ， 纬纱 的螺 旋 角大 小 与 螺旋 引纬 机 构 和 收卷 机 构 的速度 比有 关 ， 主要 影 响 组 织 的 纬密 。一般 情 况
一
口及 引纬 动作 ， 可实 现立体 管状 织物 的规 格化 、 连续
化生 产 ， 品适 应 性好 ， 产 生产 效 率 高 ， 有 较 好 的发 具
展前 景 。
种 重要 的结构 材料 ， 可用 于 制作各 种结 构支 架 、 输
送管 道 、 套 、 壳 、 衬 罩 超耐 高温 隔热管 等产 品 ， 能 源 在
管 状结 构件 是 工 程 中广 泛 应 用 的基 本 构 件 ， 采
输送 、 境保 护 、 学 化 工 、 空 航 天 、 环 化 航 生物 化 工 、 医 学等 多个领 域有 着 较好 的应 用 前景 ， 被列 入 中 也 国 ２ １－２ １ ０ ０ ０ ５年产 业用 纺织 品的重 点发 展 领域 ， 止
经 纱 开 口运 动 规 律 的 情 况 下 实 现 经 纱 在 厚 度 方 向 上 的 分 层 和 连 接 。 整 个 织 造 过 程 中能 实 现 经 纱 的 连续 供 给 ， 需 只 定 期 更 换 纬 纱 和 垂 纱 ， 而 达 到 连 续 化 生 产 的 目的 。 从
关 键 词 立 体 管 状 织 物 ； 维 圆织 法 ；垂 纱 ； 向垂 纱 法 三 纬
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下纬 纱螺 旋角 都 很 小 ， 以使 组 织 更 为 紧 密 。相 比而
言 ， 幅机织 物 的纬 纱通 常沿 水 平 方 向分段 引入 织 平 口。图 １为平 幅机 织法 与 圆织法 制成织 物 的 ２种 面
成 型设 备 。采用 该 方 法 ， 编 制 过 程 中 由于每 根 纱 在
线 的运 动都 需要 １个 载 纱 器携 带 完 成 ， 以在 编 织 所 大 型结 构件 时 ， 要 载 纱 器 的数 量 庞 大 ， 耗 大 ， 需 能 运
收 稿 日期 ：０ ０— ８— ６ ２ １ ０ ２
修 回 日期 ：０ １ ０ ２ １ — ３—１ １
基 金 项 目 ： 技 部 支撑 计 划 项 目（ ０ １ Ａ ０ Ｂ ３ ； 央 高校 基 金 项 目（ Ｄ ０ ０ ） 科 ２ １Ｂ Ｆ ８ ０ ） 中 ９ １３ ５
作 者 简 介 ： 中华 （ ９ ５ ） 男 ， 士 生 。 主 要 研 究 方 向 为 三 维 管 状 纺 织 复 合 材 料 机 械 设 计 及 理 论 。 孙 志 宏 ， 信 作 者 ， 周 １８ 一 ， 硕 通
中 图 分 类 号 ：Ｓ１５ Ｔ ０ 文 献 标 志 码 ： Ａ
Ｃｉ ｃ ｌ ｒ ｗｅ ｖ ｎｇ ｍ ｅ ｈｏ ｏ ｄ ｍ ｅ ｓｏ ａ ｕｂ ａ ａ ｒ ｃ ｒ ｕ ａ ａ ｉ ｔ ｄ ｆ ｒ ３－ ｉ ｎ ｉ ｎ ｌｔ ｕｌ ｒ ｆ ｂ ｉ
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Ｅ— ｉ ：ｈｓ ｎ＠ ｄ ．ｅ ｕ． ｎ。 ｍａ ｌ ｚ ｕ ｈｕ ｄ ｃ
第 ７期
周 申华 等 ： 体 管状 织物 的三 维 圆织法 成型 立
・ ５－ ４
类 似 ， 是 由经 纱 和 纬纱 交 织 构 成 织 物 。不 同点 在 都
１ 现 有 三 维 织 物 成 型 方 法 分 析
立 体 机 织 方 法 主要 适 用 于 织 造 各 类 矩 形 截 面 （ Ｌ形 、 等 ） 如 Ｔ形 的平 幅立 体 织 物 。在 采 用 一 定 的开 口原 理 时 ， 幅 立 体 机织 方 法 也 可 以获 得 中空 平 的管 状织 物 ， 但这 类 方 法在 获 得 管 状 织 物 的 过 程 中会使 织 物产 生 明显 的折 痕 ， 折 痕 处 纬 纱 的 纱 线 且
立 体 管 状 织 物 的三 维 纺 织 成 型 主 要 有 三 维 编 织 、 体机 织 、 体缝 纫 等方 法 。 立 立
三 维编 织法 是一 种 利用 载纱 器在 特定 的轨 道 中 按 规律 运行 而 获得三 维织 物结 构 件 的方法 。如 美 国 专 利 。 等 列举 了与三 维编织 法 相关 的成 型 机制 及
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纬 机 构 以经 纱 或 纬 纱 的 引 入 方 式 引 入 ， 应 形 成 了 对
器 中 的纱 线 使用 完毕 后 ， 了避 免后 续 连 续 停 机 更 为 换 其 他纱 管 ， 需要 将所 有 载纱器 的纱 管 同时更 换 ， 这
样 造 成 了大量 的换 管 、 接头 等工 作 ， 原材 料 的浪费 较 大且 难 以保证 纱线 接 头 的质量 。
学 科 的不 断发展 ， 以轻 质 高强 复 合 材 料 所 制作 的立
本 文 主 要 介 绍 一 种 新 的 立 体 管 状 织 物 成 型 方
法 ， 三 维 圆 织 法 。采 用 该 方 法 ， 过 一 定 规 律 的 开 即 通
体管状 织 物作 为一 种 新 兴 的产 业 用 纺织 品 ， 成 为 已
（ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｒ ｓａｃ ｅ ｔｒｏ Ａ ｖ ｎｅ ｅｔ ｅＭａ ｈｎｒ Ｅ ｇ ｎｅｉ ｅｅｒｈ Ｃ ｎｅ ｄ ａ ｃｄ Ｔｘｉ ｃ ｉｅｙ，Ｍｉｉｔ ｄ ｃｔ ｎ， ｎ ｆ ｌ ｎｓ ｙｏ Ｅ ｕ ａｉ ｒｆ ｏ
Ｄｏ ｇ ｕ ｎｖｒｉ ，Ｓ ａ ｇ ａ ２ １ ２ ｎ ｈ ａ Ｕ ｉｅｓｔ ｙ ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ０，Ｃ ｉａ ６ ｈｎ ）
第３ ２卷
第 ７期
纺
织
学
报
Ｖｏ ． １ ３２．Ｎ０ ７ ．
２１ ０ １年 ７ 月
Ｊ ｕ ｎａ ｆＴｅ ｔｌ ｓ ａｃ ｏ ｒ ｌｏ ｘ ｉｅ Ｒｅ ｅ ｒｈ
Ｊ ．，２ ｕ１ ０１ １
文 章 编 号 ：２ ３ ９ ２１ ２ １ ０ — ０ ４— ５ ０ ５ — ７ （ ０ １） ７ ０ ４ ０
性 能会 受 到较 大 的损 失 ， 而导 致 复 合 材 料 的性 能 从 受 到影 响 。
大 的限制 ， 续生 产 的时 间较 短 ； 外 ， １个 载 纱 连 此 当
被 命 名为 垂 纱 、 绑 纱 、 捆 固结 纱 等 。本 文 将 其 定
义 为垂 纱 。在 立体 管 状 织 物 中 ， 经纱 和 纬纱 分 别 在
轴 向和 圆周 方 向分 布 ， 纱呈 径 向分 布 。垂 纱 与 经 垂 纱 和 纬纱一 样 ， 也需 要 连 续 不 断 地输 送 到织 物 组 织 中， 因而 垂 纱 的 边 界走 向通 常 可 分 为 经 向 和 纬 向 ２ 种， 即在织造 过 程 中垂 纱 分 别 可 以 由送 经 机 构 或 引
立体 管 状 织 物 的 三维 圆织 法 成 型
周 中华 ， 鸿 波 ， 志宏 ，毛 立 民 单 孙
（ 东华 大 学 纺 织 装 备 教 育 部 工 程 研 究 中心 ， 海 上 ２ １２ ） ０ ６０
摘 要 为 实现 立 体 管状 织 物 的规 格化 、 续 化 生 产 ， 出 一种 新 的立 体 管状 织 物 成 型 方 法 ， 二 维 圆 织 法 。 该 方 连 提 即 法 结 合 圆织 法 的特 点 ， 经 纱 沿 径 向排 布 并 引 入 ， 将 通过 引 纬 器 在 圆 周 方 向 的 运 动 引 入 连 接 面 内纱 线 的 纬 纱 及 连 接 各 层 组 织 结 构 的垂 纱 。在 成 型过 程 中纬 纱 和垂 纱 在 引 纬器 的牵 拉 力作 用 下 能 自然 地 将 经 纱 束 紧 ， 在 结 合 特 定 的 并
得到越 来越 广泛 的应 用 。
用 树脂 基 高强纤 维 （ 如芳 纶 、 纤 维 等 ） 成 的立 体 碳 制
管 状结 构件 具有 质量 轻 、 比刚度 与 比强度 高 、 疲 劳 耐 性 能优 异 、 耐腐蚀 性 能好等 特点 。 目前 ， 随着纤 维加
工、 纺织 工程 、 合 材料 成 型 技 术 、 进 制造 工程 等 复 先
内组 织示 意 图 。利 用 圆织法 成型 的立 体织 物与二 维
织物 的显 著不 同在 于 ： 体 管 状 织 物 厚 度方 向上 有 立 纱 线 进行 连接 和增 强 ， 一 类 纱 线 根 据组 织 的不 同 这
动控 制 复杂 ； 同时 ， 了使 载纱 器在 运动 过程 中保 持 为 较低 的负载 和较 高 的 速 度 ， 纱器 的 载纱 量 受 到 较 载