关键词：双层经向多梭口织机;;织造原理;;织造滚筒;;双层喷气引纬系统;;凸轮开口机构;;虚拟样机
摘 要：近年来,以三维织物为增强体,树脂、陶瓷材料为基体,复合成三维纺织结构复合材料,被广泛应用在航空、航天、航海等高端装备上。现有三维织机基本上是通过二维织机改造而来,仍然存在着效率低下、机物料消耗大等难以克服的缺点。本文分析了瑞士苏尔寿M8300、英国本特利Orbit经向多梭口织机织造原理及结构特点,设计了一种三维双层平纹组织结构织物,在分析其织造原理的基础上,设计了能够织造该种组织结构的经向多梭口织机的虚拟样机;该织机克服了现有经向多梭口织机的缺点,具有高效低耗特点,能够织造三维双层织物,具有广阔的开发前景和应用价值。本文在Pro/E软件的环境下,分别设计了双层经向多梭口织机的织造滚筒、喷气引纬系统结构、开口机构等;在AnsysWorkbench软件的环境下计算了滚筒的结构动力学特性,优化了滚筒的结构刚度及质量分布情况;在FLUENT软件环境下验证了喷气引纬系统的相关结构参数的合理性。在多体动力学软件ADAMS软件环境下构建了整机的虚拟样机,验证了三维双层经向多梭口织机的各机构的运动参数及协同性是否满足设计要求。具体内容如下:第一,在现有多梭口织机织造原理的基础上,创新设计了三维双层平纹组织结构织物,提出了在双层经向多梭口织机上织造工艺原理,并根据织造原理设计了双层经向多梭口织机各大机构运动配合时序和整机结构方案。第二,在Pro/E软件环境下,设计了双层经向多梭口织机的关键部件—织造滚筒结构,在AnsysWorkbench软件中,对双层经向多梭口织机织造滚筒结构进行了动静态分析。根据分析结果,改进了滚筒的结构,然后在AnsysWorkbench软件中验证了改进后结构的合理性,并最终确定了织造滚筒的结构。第三,在Pro/E软件环境下,设计了双层经向多梭口织机的主喷引纬系统结构、辅喷引纬系统结构和新颖的辅助喷嘴结构,在FLUENT软件环境中计算确定了双层筘片的最佳中心间距和辅助喷嘴内嵌结构引纬时的最佳喷射角,计算分析了辅助喷嘴不同喷口形状及创新设计的辅助喷嘴的外部气流流场。第四,在Pro/E软件环境下设计了两种不同的开口机构,对比了两种开口机构的优缺点,最终选择凸轮开口机构作为双层经向多梭口织机开口装置。根据多梭口织机的开口原理,在MATLAB软件环境下计算了沟槽凸轮的实际轮廓曲线,在Pro/E软件中建立了凸轮开口机构的三维模型,在Pro/E Mechansim环境下验证了凸轮开口机构的合理性。最后,在Adams软件环境下,建立了多梭口织机整机的虚拟样机,对整机进行了协同仿真分析,计算了摆杆的接触力、摆动速度及开口轴的转动速度、加速度等。
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