复合材料预制体双边缝合装置挑线机构优化设计与缝线张力研究

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20241028.014

复合材料科学与工程 ›› 2024, Vol. 0 ›› Issue (10): 103-109.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20241028.014

复合材料预制体双边缝合装置挑线机构优化设计与缝线张力研究

吴承原^1,2, 董九志^1,2*, 蒋秀明^1,2

1.天津工业大学机械工程学院, 天津 300387;
2.天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室, 天津 300387

收稿日期:2023-07-20 出版日期:2024-10-28 发布日期:2024-12-10
通讯作者: 董九志(1981—),男,博士,副教授,主要研究方向为高性能纤维复合材料预制体成型工艺和高性能复合材料预制体成型智能装备,dongjiuzhi@tiangong.edu.cn。
作者简介:吴承原(1998—),男,硕士研究生,主要研究方向为复合材料预制体成型装备设计。
基金资助:
天津市科技支撑重点计划项目(15ZCZDGX00840)

Optimal design of thread-taking-up mechanism and study on suture tension of composite prefabricated double-sided suture device

WU Chengyuan^1,2, DONG Jiuzhi^1,2*, JIANG Xiuming^1,2

1. School of Mechanical Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, China;
2. Advanced Mechatronics Equipment Technology Tianjin Area Major Laboratory, Tiangong University, Tianjin 300387, China

Received:2023-07-20 Online:2024-10-28 Published:2024-12-10

摘要/Abstract

摘要： 为解决碳纤维缝线在过线道中因张力过大产生毛羽较多的问题,对双边缝合装置的缝线张力进行分析,基于双边缝合装置缝线过线道建立悬链线模型及缝线与张力调节器、挑线孔和过线环张力模型。分析缝线缝合过程中张力变化情况,重点采用约束随机方向法对挑线机构构件尺寸进行优化,并对优化前后双边缝合装置进行缝合实验。实验结果表明:在优化后的挑线机构下,叠层机织碳布双边缝合装置的过线道缝线张力减小了58%,解决了缝线在过线道因张力过大产生毛羽较多的问题,改善了缝线线迹的质量,为后续保证缝线线面张力稳定打下基础。

关键词: 双边缝合, 缝线张力, 挑线机构, 优化设计, 缝合实验, 复合材料

Abstract: In order to solve the problem of excessive tension of carbon fiber suture in the thread path, the thread tension of double-sided suture device was analyzed. Catenary model, thread and tension adjuster, thread taking-up hole and thread ring tension model were established based on the thread path of double-sided suture device. The tension variation during suture was analyzed, and the structure size was optimized by constrained random direction method for the thread taking-up mechanism, and the suture experiment was carried out for the optimized two-sided suture device. The experimental results show that the tension of the overpass suture of the double-sided carbon fabric suture device is reduced by 58% under the optimized taking-up mechanism, which solves the problem of more hair caused by excessive tension in the overpass suture, improves the quality of the stitches, and provides a basis for ensuring the stability of the tension of the stitches.

Key words: bilateral suture, yarn tension, thread-taking-up mechanisms, optimization design, suture experiment, composites

中图分类号:

TB332

吴承原, 董九志, 蒋秀明. 复合材料预制体双边缝合装置挑线机构优化设计与缝线张力研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(10): 103-109.

WU Chengyuan, DONG Jiuzhi, JIANG Xiuming. Optimal design of thread-taking-up mechanism and study on suture tension of composite prefabricated double-sided suture device[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2024, 0(10): 103-109.

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复合材料预制体双边缝合装置挑线机构优化设计与缝线张力研究

Optimal design of thread-taking-up mechanism and study on suture tension of composite prefabricated double-sided suture device

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