高端产业用织物织造过程中“柔-固”动态耦合问题研究

基本信息
批准号:51375084
项目类别:面上项目
资助金额:75.00
负责人:孟婥
学科分类:
依托单位:东华大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:孙以泽,陈广锋,盛晓伟,陈玉洁,朱荷蕾,卢伟,任国斌,张玉井,周明星
关键词:
织造"固"复杂机械系统动态耦合高旦数粘弹性纱线束高端产业用织物
结项摘要

High-end industrial textiles are the most potential and high value-added products in textile industry. The compound materials which formed by high-end industrial textiles have special properties of light mass, high strength, high temperature resistance, high cauterization resistance, wave-absorbing and so on, high-end industrial textiles play an important role in the national cusp defense and importance livelihood industry. During weaving high-end industrial textiles whose objects are highNdex viscoelasticity yarnbundles, the highNdex viscoelasticity yarnbundles run through all the time and there are complex "soft-solid" dynamic couplings. However, at present, in our country most of textiles machines are designed by using the theory method of normal mechanical science directly and the "soft-solid" dynamic couplings have been considered little. These do not adapt well for high-speed high-end industrial textiles machines, whose objects are highNdex viscoelasticity yarnbundles, and make the techniques of high-end industrial textiles machine be monopolized by the developed countries. In this program the "soft-solid" dynamic couplings of high-end industrial textiles machines have been put forward, highNdex viscoelasticity yarnbundles and mechanism system are considered as a mutual coupled big system during weaving to establish constitutive relations of highNdex viscoelasticity yarnbundles, and to research on the coupling principle between yarnbundles and driving shaft system, on the modeling and decoupling for group controlling system of multiform electronic roller at large scale, on the dynamic tension and deformation transfer principle, and energy loss principle of yarnbundles. The research provides support with theory and technology for designing high-end industrial textiles machine.

高端产业用织物是纺织工业最具潜力和高附加值产品,由其成型的复合材料具有轻质、高强、耐高温、耐腐蚀、吸波等特性,高端产业用织物在尖端国防和重要民生领域发挥了重要作用。在织造以高旦数粘弹性纱线束为对象的高端产业用织物过程中,高旦数粘弹性纱线束贯穿始终,存在复杂的"柔-固"动态耦合问题,而目前我国对纺织机械的设计大多直接运用一般机械科学的理论方法,很少考虑"柔-固"动态耦合问题,导致以高旦数粘弹性纱线束为对象且速度较高的高端产业用织物织机不能很好适用,高端产业用织物织机技术被发达国家垄断。本项目提出了高端产业用织物织机的"柔-固"动态耦合问题,将织造过程中高旦数粘弹性纱线束与机械系统考虑为相互作用的耦合大系统,建立高旦数粘弹性纱线束的本构关系,研究纱线束与驱动轴系耦合机理、多类型电子罗拉大规模群控系统建模与解耦、纱线束动态张力与变形传递机理及能耗机理,为设计高端产业用织物织机提供理论与技术支持。

项目摘要

高端产业用织物是纺织工业最具潜力和高附加值的产品,由其成型的复合材料具有轻质、高强、耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特性,在尖端国防和重要民生领域都有重要应用,市场空间巨大。. 相对快速增长的产业用织物市场,我国产业用织物织造装备却远没有跟上,高端产业用织物织机技术被发达国家的几家著名厂商所垄断。国家每年花费大量外汇进口国外装备,还存在使用维护困难、对国内原材料适配性差等问题,无法达到装备标称的性能和产能。导致我国高端产业用织物行业受到严重制约、高端产业用织物几乎是空白。因此,迫切需要打破发达国家对高端产业用织物织机技术的垄断,自主研发出高端产业用织物织机,生产出高端产业用织物,建立和形成我国高端产业用织物行业。. 本项目以高旦数粘弹性材料类产业用织物的织造过程为对象,主要研究内容为:典型高端产业用织物织造过程中高旦数粘弹性纱线束的本构关系,高旦数粘弹性纱线束与织机驱动轴系耦合机理,粘弹性纱线束负载的多类型电子罗拉大规模群控系统建模与解耦,织造过程中高旦数粘弹性纱线束动态张力与变形传递机理及能耗机理。.通过项目研究,获得的重要结果为:建立了高旦数粘弹性纱线束模拟织造实验系统和多类型电子罗拉群控与分析测试系统;构建了高旦数粘弹性纱线束的本构关系模型;揭示了高旦数粘弹性纱线束与织机驱动轴系耦合机理;实现了粘弹性纱线束负载的多类型电子罗拉大规模群控系统建模与解耦;揭示了高端产业用织物织造过程中高旦数粘弹性纱线束动态张力与变形传递机理及能耗机理;实现了基于EtherCAT总线的高端产业用织物织造过程全数字化控制。. 综合上述研究结果,初步形成了高端产业用织物织机的设计理论和方法,为自主研发高端产业用织物织机奠定了理论基础、提供了技术支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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