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盒形织物的设计与生产

                     

  □卢士艳 陈晓钢 中原工学院 英国曼彻斯特大学
  
  
  随着纺织复合材料的广泛应用,对针织品的结构造型要求也越来越多样化,目前,世界上已开发出三维支形管织物、三维圆形壳织物、三维中空织物、三维实心体织物等。通过观察发现,很多机器设备的零件是盒形,如马达罩、机器设备的外壳等,盒子的形状是多种多样的:正方形、长方形、多盒结构、梯形台形等等。设计与生产盒形织物,将其作为纺织复合材料的增强材料,其应用前景非常广泛。

  目前,生产三维织物的方法,主要有机织、针织、编结等方法,不同方法形成织物的原理不同,力学性能有所差异,机织三维织物具有生产效率高,结构稳定,有利于发挥纱线本身的强力。

  三维支形管织物与三维中空织物均为机织物,其生产原理为采用不同层数的织物组合的方法形成,借鉴三维支形管织物与三维中空织物的生产方法,是否可以采用不同层数的织物组合的方法来设计与生产盒形织物?在此思路的启发下,经过反复思考与尝试,将盒形织物折叠,采用多层织物的织造原理,利用不同层数织物相组合的方法,完全可以设计与生产盒形织物。

  从折叠模拟试验结果可以得出,满足这类尺寸要求的盒形织物,在设计时,除了合理设计织物的上机图之外,关键是要控制好织物的经、纬度,确保45°角,以保证织物为盒形。

  如果经纬密之比为1︰1,要使三角区域织物呈45°,只需控制三角区的经纬纱按1︰1的比例向非三角区域过度。如果经纬密度不是1:1的话,可按照经纬纱密度之比,控制纬纱织入的根数,控制三角区域形成的角度为45°。盒子折叠后其双层织物区域存在沿经纬向呈现45°的双层或4层区域,即使盒子的尺寸很小,一般的凸轮开口织机及多臂开口织机,已经无法满足生产的要求,因此需要在提花织机上生产。

  经过研究发现方形盒织物的设计主要可以分为两种情况:一种情况是方形盒织物底的长边大于等于2倍的高时,以采用双层织物的织造方法设计生产盒形织物;另一种情况是方形盒织物的高2倍大于方形盒织物底的长边时,可以采用4层折叠的方法设计生产盒形织物。同时对盒形织物在生产时需要注意的问题进行阐述,这样给设计和生产带来了一定的方便性。对于其他形状的盒子,可以在方形盒的基础上,同样采用折叠的方法,进行一些调整来设计。


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