[发明专利]一种多层机织物构成顶部的圆锥形的整体织物增强体

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种圆锥形的整体织物增强体，具体是一种多层机织物构成顶部的圆锥形的整体织物增强体。

背景技术

圆锥形的整体织物增强体属于异型织物，在形状上较为特殊，通常在其一端有一封顶；其通常用途例子为用碳纤维织造的三维回转壳体织物经渗碳处理后制成C/C复合材料壳体，与传统的金属制件相比具有很好的减重效果，同时各种性能也均能满足要求，在航天领域中特别是在固体火箭发动机复合材料壳体中的应用较为广泛。

理想的圆锥形的整体织物增强体应该能达到以下结构和性能的要求：在结构组成上，顶部与身部为连续整体结构，顶部与身部之间有尽可能多的纱线连贯织造，并且分布均匀，有一定的整体壁厚，纤维体积密度较大且各处间变化较小，型面尺寸准确，其组织结构有利于基体对织物的浸渍和复合。

目前，圆锥形的整体织物增强体主要可有以下几种：

1.采用机织平面织物通过适当裁剪和合理铺层来制成回转壳体状织物；其主要缺点是：平面织物经裁剪后的整体性很差，铺层操作的可控性不好，制件的整体性能，尤其是壳体制件的环向力学性能薄弱，质量难以保证。

2.采用纤维束沿环向、母线方向直接缠绕到模具上制成的圆锥形的整体织物增强体。其主要缺点是：纵、横纤维束之间无交织，使得壳体制件的整体性很差，常常发生纤维从表层开始的逐层紊乱甚至脱落的问题。

3.采用3台或3台以上环形均布的织机以成型模具为中心进行织造而成的圆锥形的整体织物增强体。其主要缺点是：该增强体的顶部得以组合的方式另外加上。

4.由2.5D织机制织法制成的圆锥形的整体织物增强体，其主要缺点也是增强体的顶部得以组合的方式另外加上。

发明内容

为了克服现有圆锥形的整体织物增强体所存在的制件各部分的纤维体积含量均匀一致性不良、型面尺寸准确性差、整体力学性能薄弱、质量难以保证等不足，本发明提供一种多层机织物构成顶部的圆锥形的整体织物增强体。

本发明解决所述顶部织物技术问题的技术方案是：用以经纱叠合层与层之间连接的方式形成的多层机织物作为圆锥形的整体织物增强体的顶部，该结构是在织物厚度方向上由连接经纱将2层及其以上的子层织物连接成整体的方式来构成的多层机织物，使连接经纱只在相邻的两层子层织物之间，并且以与子层织物的经纱叠合在织物幅宽方向上的同一个纵向截面中的方式，来实现对该相邻的子层织物的连接。其中，子层织物在结构上是由该子层织物的专用的经纱对该子层织物的纬纱进行沉浮方式的交织形成的；连接经纱对相邻的子层织物进行连接是以对相邻子层织物的纬纱进行沉浮交织的方式来实现的。该方法形成的圆锥形的整体织物增强体的顶部具有如下特点：从顶部连贯到身部的纱线数量较多，能获得较大的顶部与身部的整体连接强度，圆锥形的整体织物增强体经过复合后可有效提高复合材料的力学强度和密度的均匀性，以满足最终的复合材料件对强度和均匀性的高要求。

本发明解决所述圆锥形的整体织物增强体的技术方案是：该整体织物增强体在结构上由顶部和身部这两部分组成，顶部织物技术问题的技术方案如上所述，只是强调的是，所有的顶部的纱线都预留出继续织造身部所需要的长度；身部技术问题的技术方案可以如其他现有技术所述，例如申请号为201010291882.3的专利所述，为带有多根衬经加强的2.5D结构的织物；顶部的所有的经纱、纬纱和连接经纱，都将连贯地成为身部的经纱，并在为达到所需规格尺寸及密度要求而添加的其它纱线的协同参与下，组成该圆锥形的整体织物增强体。

本发明的有益效果是：与现有产品相比，本发明所述的圆锥形的整体织物增强体，尤其是顶部的织物结构，可有效提高顶部的纤维体积含量，进而提高复合材料的密度；另外该增强体的顶部因为各子层的相互之间的结构上独立性，当表层的损坏后，其破坏难以向内层扩散，内层仍然具有结构上的完整性，所以抗磨损抗烧蚀，可广泛用于航空、航天、武器和民用等有关领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1、图2是本发明实施例的圆锥形的整体织物增强体的顶部织物幅宽方向上的纵向截面图。

图3是本发明实施例的顶部织物幅宽方向上的纵向截面的叠合视图。