开口辅助工具在三维编织中的用途

本发明属于高性能纤维织造，具体来说涉及一种开口辅助工具在三维编织中的用途。背景技术：1、为满足空天设备的材料性能需求，研发高比强度、高比模量、低密度的复合材料成为重点领域。多边形芯格结构材料具有重量轻、孔隙率大密度低等特点，成为航空用复合材料芯层材料的重要组成部分。目前广泛采用的多边形芯格材料以单层结构粘结为主，多边形芯格w向壁间节点性能弱，形成结构弱环。随着空间探索领域的发展，该结构已经难以满足性能要求。2、为了改善现有多边形芯格结构w向壁间连接性能弱的问题，现通过利用三维编织得到具有w向层间连接的多边形芯格预制体，如图1所示(多边形芯格为六边形)，多边形芯格预制体由相同单胞按阵列排布并连接而成，单胞内形成有开口，以该结构作为增强材料进一步制备多边形芯格复合材料。3、针对三维编织工艺，四步法是三维编织的整体工艺基础方式，四步法三维编织是目前较为成熟的异形结构预制体一体成型工艺。四步法三维编织采用携纱器带纱，在笛卡尔机床上依照规律进行x向与y向的运动。通过携纱器上携纱盘沿x，y轴的环状运动形成整体编预制体，图2为携纱器编织运动轨迹图。当控制某列携纱器只允许其进行沿单y轴的运动的固定列，就会在预制体内部形成分裂产生多片织物，通过控制固定列间隔和固定列位置，可以形成孔洞的开裂与闭合，最终生成多边形芯格预制体。4、现有技术中，虽然已经实现多边形芯格结构织物的织造，由于在实际加工中普遍采用半自动生产模式进行织造织物的形状控制与编织参数控制，成为了影响多边形芯格织物性能稳定的重点问题。现有四步法三维编织多边形芯格技术中采用芯模随工成型方式(芯模随工成型方式：即在织造过程中每完成一行单胞向该行单胞内插入芯模)进行多边形芯格织物成型(如图1)。这种成型方式在重力与张力作用下，会产生较大的织物变形，形成张力误差(如图3中的a和图4所示)。这种张力误差受到编织工艺、操作技术和成型技术的影响，难以预测、控制并补正。最终导致多边形芯格结构成型不精确，严重影响了成品材料的性能，限制使用场景。5、例如：公开号为cn115058825a(申请号202210635648.0)的专利公开了一种多边形芯格芯结构的三维编织方法，通过平面携纱器转动，将纤维束相交织，使得纤维束形成垂直装多边形芯格结构。cn115976729a(申请号202211730601.9)公开了一种采用阵列装备编织大尺寸多边形芯格预制体及制备方法，涉及四步法三维编织工艺，形成多边形芯格状预制体。上述申请并未涉及三维编织多边形芯格结构形状控制设计，欠缺对成型多边形芯格结构的结构设计与控制，形成加工参数的不稳定，最终造成结构缺陷。技术实现思路1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种开口辅助工具在三维编织中的用途。2、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。3、一种开口辅助工具在三维编织中的用途，通过三维编织四步法编织预制体，预制体上形成至少有一个织物开口，织物开口为缝隙，缝隙的长度为l，通过将开口辅助工具填充至织物开口内以使织物开口扩成特定形状的空腔，其中，开口辅助工具包括：导入部和与导入部连接的扩孔部，导入部和扩孔部沿开口辅助工具的长度方向设置，导入部的后端与扩孔部的前端固装，导入部为一从后至前宽度渐缩的片体且宽度渐缩的边缘为平滑线；4、导入部的后端面形状的周长为2l；5、以开口辅助工具的长度方向的中心线为轴线，扩孔部所有周长相同均为2l；6、导入部位于轴线所在面上；7、导入部进入织物开口后，导入部所在平面与缝隙的长度方向平行；扩孔部的后端面的形状与垂直于空腔轴向平面在空腔上截取的形状相同。8、在上述技术方案中，导入部的边缘为倒角或圆角。9、在上述技术方案中，平滑线为直线或者弧线。10、在上述技术方案中，导入部的厚度小于2mm。11、在上述技术方案中，当扩孔部的长度小于空腔轴向长度时，扩孔部的后端面用于与一芯模固装，芯模用于使织物开口扩成空腔，开口辅助工具将芯模引导填充入织物开口；当扩孔部的长度大于等于空腔轴向长度时，扩孔部用于使织物开口扩成空腔。12、在上述技术方案中，当开口辅助工具与芯模固装后，芯模的长度方向与开口辅助工具的长度方向平行。13、本发明的开口辅助工具可以实现空腔尺寸精准控制，辅助解决现有技术中三维编织中设计参数与实际生产参数偏差大、织物结构控制困难等问题。进一步减少加工余量，避免因结构变异带来的缺陷。技术特征：1.一种开口辅助工具在三维编织中的用途，通过三维编织四步法编织预制体，预制体上形成至少有一个织物开口，其特征在于，织物开口为缝隙，缝隙的长度为l，通过将开口辅助工具填充至织物开口内以使织物开口扩成特定形状的空腔，其中，开口辅助工具包括：导入部和与导入部连接的扩孔部，导入部和扩孔部沿开口辅助工具的长度方向设置，导入部的后端与扩孔部的前端固装，导入部为一从后至前宽度渐缩的片体且宽度渐缩的边缘为平滑线；2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，导入部的边缘为倒角或圆角。3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，平滑线为直线或者弧线。4.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，导入部的厚度小于2mm。5.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，当扩孔部的长度小于空腔轴向长度时，扩孔部的后端面用于与一芯模固装，芯模用于使织物开口扩成空腔，开口辅助工具将芯模引导填充入织物开口；当扩孔部的长度大于等于空腔轴向长度时，扩孔部用于使织物开口扩成空腔。6.根据权利要求5所述的用途，其特征在于，当开口辅助工具与芯模固装后，芯模的长度方向与开口辅助工具的长度方向平行。技术总结本发明公开了一种开口辅助工具在三维编织中的用途，通过三维编织四步法编织预制体，预制体上形成至少有一个织物开口，织物开口为缝隙，通过将开口辅助工具填充至织物开口内以使织物开口扩成特定形状的空腔，其中，开口辅助工具包括：导入部和与导入部连接的扩孔部，导入部和扩孔部沿开口辅助工具的长度方向设置，导入部的后端与扩孔部的前端固装，导入部为一从后至前宽度渐缩的片体且宽度渐缩的边缘为平滑线；以开口辅助工具的长度方向的中心线为轴线。本发明的开口辅助工具可以实现空腔尺寸精准控制，辅助解决现有技术中三维编织中设计参数与实际生产参数偏差大、织物结构控制困难等问题。技术研发人员：吴利伟,刘澳,姜茜,李垚,符惠铭受保护的技术使用者：天津工业大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20