一种框架嵌入式预成型体一体织造方法及预成型

本发明属于纤维预成型体织造方法，具体涉及一种框架嵌入式预成型体一体织造方法及预成型体。背景技术：1、当前飞行器发展规律为轻质、长航时、大航程，要求飞行器具备良好的升阻比。当前发展现状下，依靠固定翼往往需要牺牲飞行器的重量和空间。可收缩展开的柔性材料翼结构为未来航天高性能柔性飞行器结构提供了创新设计模式，柔性材料翼结构在飞行过程可控制翼的收缩展开状态，在重量和空间代价都较小的况下提高了整体飞行器性能。2、柔性材料翼结构由柔性材料与框架构成，一般柔性材料采用高性能纤维三维立体编织结构预成型体，目前常用的制备方法是：先进行纤维的三维织造，得到纤维三维立体编织结构预成型体，然后再将预成型体装配到框架上，通过压板进行固定。但是，由于预成型体织物在织造过程中经纱纬纱存在张力，当织造完成从织机上取下后，经纱纬纱会因张力释放导致预成型体织物松弛。因此，在预成型体装配时，需要给预成型体张力保证其织物平整、无褶皱、无变形，使其在恶劣环境中受力时不至于因松弛变形导致失效。但是一般在装配过程中，会存在预成型体张力不一致或者因张力不一致导致柔性织物变形，也存在预成型体夹持不牢固导致服役时由框架脱出，同时存在预成型体柔性织物的裁剪、铺覆及装配等工序繁琐且质量一致性低等问题。技术实现思路1、本发明解决的技术问题是提供一种框架嵌入式预成型体一体织造方法及预成型体，实现框架与预成型体整体化近净成形，有效减少因装配时预成型体张力不一致导致的柔性织物变形，在恶劣环境中有效降低柔性织物的延伸率；框架嵌入预成型体中织造完成后为完整状态，可有效提高预成型体的强度；预成型体的经纱、纬纱缠绕在框架前端、后端、左侧、右侧并带有张力，确保预成型体在框架内平整，在受外力作用下经纱延伸率低，框架压板将缠绕在框架上的预成型体经纱纬纱夹持牢固，有效降低预成型体由框架中脱出；省略单独织造时的裁剪、铺覆及装配等工序，有效减少人工劳动量、降低生产成本、提高生产效率，便于工程应用。2、为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种框架嵌入式预成型体一体织造方法，包括以下步骤：3、s1.提供框架；4、s2.根据选定的经纱层数2n层，将n层经纱的一端与织机连接，另一端绕过所述框架的前端对折后与织机连接，在所述框架上形成2n层经纱；5、s3.对经纱进行分层，按照选定的预成型体的织物结构进行引纬，循环进行上述步骤，直至织造至选定的预成型体结构尺寸；6、s4.将2n层经纱分开为上下两部分，然后使所述框架的后端穿入所述经纱的上下两部分之间，继续织造收尾织物；7、s5.断开经纱，并将框架压板与所述框架连接，使预成型体被夹持，得到框架嵌入式预成型体。8、优选地，步骤s3中，进行引纬时，纬纱由所述框架的一侧引入一层经纱中，绕过所述框架的另一侧后，再向后一层经纱中引入，再绕过所述框架的一侧，直至完成纬纱层数，然后将纬纱绕过框架的侧边后进行下一纬的引纬。9、优选地，步骤s3中，进行引纬时，从位于中间的经纱层向两侧的经纱层依次进行引纬。10、优选地，所述框架包括框架前端、框架后端、框架左侧和框架右侧；所述框架前端的两侧分别与所述框架左侧、所述框架右侧的一端连接，所述框架后端的两侧分别与所述框架左侧、所述框架右侧的另一端连接。11、优选地，所述框架前端、所述框架后端、所述框架左侧、所述框架右侧之间可相对转动的连接，使得所述框架可实现展开与收缩的转换；织造框架嵌入式预成型体时，所述框架呈展开状态。12、优选地，步骤s1中，提供所述框架的半框，所述半框包括框架前端、框架左侧和框架右侧；所述框架前端的两侧分别与所述框架左侧、所述框架右侧的一端连接；13、步骤s4中，将2n层经纱分开为上下两部分，然后将所述框架后端穿入所述经纱的上下两部分之间，将所述框架后端的两侧分别与所述框架左侧、所述框架右侧的另一端连接，再继续织造收尾织物。14、优选地，所述预成型体的织物结构是三向正交结构或其衍生结构、2.5d结构或其衍生结构、三维编织结构、面内多角度结构中的一种或多种组合结构，且所述织物结构中都含有纬纱。15、优选地，步骤s5中，还包括将所述收尾织物弯折回所述框架的后端，再将框架压板与所述框架连接，使预成型体被夹持，然后将所述收尾织物沿所述框架的后端裁剪整齐。16、优选地，所述框架压板包括框架上压板和框架下压板；步骤s5中，具体为将所述框架上压板与所述框架的一侧面连接，将所述框架下压板与所述框架的另一侧面连接，使预成型体被夹持。17、本发明的另一方面提供一种采用上述的框架嵌入式预成型体一体织造方法织造得到的框架嵌入式预成型体。18、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：19、本发明的框架嵌入式预成型体一体织造方法，织造时直接将预成型体与框架一体成型，实现了框架与预成型体整体化近净成形，避免了预成型体织造完成后再与框架进行装配，有效减少因装配时预成型体张力不一致导致的柔性织物变形，在恶劣环境中有效降低柔性织物的延伸率；并且，因框架嵌入预成型体中织造完成后为完整状态，可有效提高预成型体的强度；预成型体的经纱缠绕在框架前端、后端并带有张力，确保预成型体在框架内平整，在受外力作用下经纱延伸率低，框架压板将缠绕在框架上的预成型体经纱纬纱夹持牢固，有效降低预成型体由框架中脱出；此外，省略了单独织造时的裁剪、铺覆及装配等工序，有效减少人工劳动量、降低生产成本、提高生产效率，便于工程应用。技术特征：1.一种框架嵌入式预成型体一体织造方法，其特征在于，包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的框架嵌入式预成型体一体织造方法，其特征在于：3.根据权利要求2所述的框架嵌入式预成型体一体织造方法，其特征在于：4.根据权利要求1所述的框架嵌入式预成型体一体织造方法，其特征在于：5.根据权利要求4所述的框架嵌入式预成型体一体织造方法，其特征在于：6.根据权利要求4所述的框架嵌入式预成型体一体织造方法，其特征在于：7.根据权利要求4所述的框架嵌入式预成型体一体织造方法，其特征在于：8.根据权利要求1所述的框架嵌入式预成型体一体织造方法，其特征在于：9.根据权利要求1所述的框架嵌入式预成型体一体织造方法，其特征在于：10.一种采用如权利要求1-9中任一项所述的框架嵌入式预成型体一体织造方法织造得到的框架嵌入式预成型体。技术总结本发明提供一种框架嵌入式预成型体一体织造方法及预成型体，织造方法包括以下步骤：提供框架；将N层经纱一端与织机连接，另一端绕过框架的前端对折后与织机连接，在框架上形成2N层经纱；对经纱进行分层，按照选定织物结构引纬，直至织造至选定的预成型体结构尺寸；将2N层经纱分开为上下两部分，然后使框架的后端穿入经纱的上下两部分之间，继续织造收尾织物；断开经纱，并将框架压板与框架连接，使预成型体被夹持，得到框架嵌入式预成型体。该方法实现了框架与预成型体整体化近净成形，减少装配时张力不一致导致的织物变形；还可有效提高预成型体的强度；框架压板将缠绕在框架上的预成型体经纱纬纱夹持牢固，可减少预成型体由框架中脱出。技术研发人员：仇普霞,李磊,李鉴,容治军受保护的技术使用者：北京玻钢院复合材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/26