[发明专利]基于空间群p3*对称性的三维编织工艺方法及工艺设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维编织材料的工艺方法，尤其涉及一种基于空间群对称性的三维编织材料的工艺方法，同时，本发明还涉及基于该三维编织材料的工艺方法的工艺设备。

背景技术

三维编织复合材料以其优异的力学性能得到航空航天、国防和医疗等行业的广泛关注。由于受到加工工艺等因素的制约，三维编织复合材料的品种过少、加工效率低和工艺成本高。要获得综合性能更好的三维编织复合材料，急需开发更多的三维编织工艺。目前多数研究集中在四步法和二步法两种编织方法，而有关三维编织方法的预测的研究还处于起步阶段。

不同的晶格结构的晶体表现出不同的性能，采用晶体对称群可以将晶体几何结构进行分类。参照对称群的研究方法，对编织材料的单元几何结构加以归纳研究，根据空间点群和空间群描述的对称操作推得大量新的三维纱线交叉方法。然而作为新的三维编织材料的工艺可行性和性能研究尚未展开。从满足空间点群(为HM符号记法)，所有对称性操作的基础上推导获得一种新的纱线交叉几何结构的单胞。将该单胞放入满足它的空间点阵即可得到纱线连续的三维纱线交叉几何结构。对于这种新的编织材料，现有的二步法编织、四步法编织及三维多向编织均不适宜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于空间群对称性的三维编织工艺方法，以提供一种新的三维编织材料，同时，本发明还涉及基于该工艺方法的工艺设备。

为实现上述目的，本发明的基于空间群对称性的三维编织工艺方法采用如下技术方案：一种基于空间群对称性的三维编织工艺方法，该方法包括如下步骤：

a)先布设上一组编织纱，各个编织纱的一端固定，另一端自由，编织纱的自由端对应处于一组正六边形的顶点上，各个正六边形的边长相等且对应边平行，各个正六边形的内接圆圆心均处于一组等距的平行线上，内接圆圆心处在这组平行线中的每条直线上的正六边形为一列正六边形，相邻的两列正六边形中的正六边形的个数相差一，与一列正六边形相邻的两列正六边形中的正六边形的个数相等，一个正六边形周边相邻的各个正六边形均分别与该正六边形共用一个顶点，以每个正六边形的每个边为一个边向对应的正六边形的外侧均能设置一个正三角形，处在内侧的正三角形的三个顶点均对应有一个编织纱，处在外侧的正三角形只有两个顶点上对应有编织纱，在外侧的正三角形的第三个顶点上也分别对应设置上一根编织纱；

b)所有的编织纱对应的所述正三角形的外接圆的圆心均处于一组平行于所述正六边形的一个边的平行线上，每三根编织纱与一个外接圆对应，与同一个外接圆对应的三根编织纱的自由端在该外接圆的圆周方向上同向运动120度，同一个外接圆对应的同向运动间歇进行，圆心位于相邻的两条平行线上的两个外接圆对应的同向运动的运动方向相反并且交替进行。

所述正六边形内均对应设置有一根轴纱，轴纱的两端均固定。

每根轴纱均对应设置在各自外周的正六边形的内接圆圆心处。

本发明的基于空间群对称性的三维编织工艺装置采用如下技术方案：