劉海文 姚桂芬 劉兆麟 才英杰
(河北科技大學紡織服裝學院,石家莊,050018)
“且”字型結構獨特,既有平底,又有縱向階梯形三個口。為了利用“且”字型的獨特結構,我們進行了該字型立體織物的設計與織造。此織物用特種纖維織造后再進行復合整理,它可應用于建筑梁結構的增強鋼結構預制件和建筑墻壁的填充物,常用于一些臨時應用的建筑房屋,也可用于航空航天、交通運輸等的外殼支撐增強結構和各種填充物,還可單獨作為模具、預制件[1],以減輕物體的質量,使其達到輕便又不影響其內在性能的目的。本文詳細介紹此織物的設計及織造過程。
“且”字型結構織物的設計及織造來自于“目”字型結構橫向壓扁[2]。其獨特之處在于把“目”字型結構底部左右長出來的兩截橫線段向中心轉過90°(見圖1),織成后復合時再把這兩截線段逆原來轉向拉回使用。
圖1中,“且”字型底部長出主體的部分變形壓扁后共分五個織區(qū),分別用 a1、a2、a3、a4、a5表示;s1、s2…s12表示每織區(qū)中的線段。在壓扁圖中,各織區(qū)分別有一層、三層、三層、三層和二層織物,每織區(qū)中的線段按從左至右、自上而下的順序標注。
圖1 壓扁圖
如圖2所示,投梭路線組合是從壓扁圖中優(yōu)選出來的,能保證各織區(qū)中每層織物均織入兩緯的投梭路線的最小組合[3]。投梭路線用p1~p10表示,箭頭表示投梭方向。前一梭結束,下一梭開始,連續(xù)進行,第10梭織完后又回到第1梭的起點,終點、起點相接完成一個織造循環(huán),使各織物層接結成設計所需要的三維截面形狀。
織區(qū)a2、a3、a4中的三層分別是上、中、下層,a5中的兩層分別是上層和底層。實際織造時,每織區(qū)中無論是三層還是二層織物,彼此之間是緊貼著的。圖1中為了便于分辨,已經將它們沿縱向拉開一段距離。在進行織造時,由于a1區(qū)經紗循環(huán)數為2,a2區(qū)經紗循環(huán)數為4,a3區(qū)經紗循環(huán)數為8,a4區(qū)經紗循環(huán)數為6,a5區(qū)經紗循環(huán)數為4,則根據這五個織區(qū)的上機穿筘數之比為 2∶4∶8∶6∶4,把這五個織區(qū)的上機穿筘數分別規(guī)定為1∶2∶4∶3∶2[4]。圖3為上機圖,織出的實物如圖4所示。
圖2 投梭路徑圖
圖3 “且”字型三維織物的橫向壓扁上機圖
針對各種各樣的應用場合,立體織物的品種還嫌少,受多臂小樣機最多只有16片綜的限制[5],使得增加產品品種成為一個難題。而這種變化字型織造,然后恢復字型原結構所采用的獨特設計思路,使得這個難題峰回路轉,可以大大擴展可織造的橫截面型材結構范圍,為復合材料立體織物增強體的設計及織造帶來突破瓶頸的新辦法。
圖4 “且”字型織物實物圖
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