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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910345909.3(22)申请日 2019.04.26(71)申请人 东华大学地址 201620 上海市松江区人民北路2999号(72)发明人 孙宝忠 孙娅 董凯 彭晓 (74)专利代理机构 上海统摄知识产权代理事务所(普通合伙) 31303代理人 辛自豪(51)Int.Cl.D03D 25/00(2006.01)(54)发明名称一种三维角联锁发电织物及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种三维角联锁发电织物及其制备方法，为由两个纱线系统组成的三维角联锁织物，两个纱线系统分别为经纱系统和纬纱系统，经纱系统和纬纱系统的组成纱线不同，组成纱线为机械能采集纱线或柔性导电纱线；三维角联锁发电织物的功率密度最高值为48.45mW/m 2，三维角联锁织物的层数为2～10层，经密为14～18根/5cm，纬密为12～20根/5cm，克重为0.6～1g/cm 2；三维角联锁发电织物的制备方法为：分别以机械能采集纱线和柔性导电纱线为经纱和纬纱，按三维角联锁结构进行交织制得三维角联锁发电织物。
本发明的一种三维角联锁发电织物具有多层结构，易于变形，经纬纱间的接触面积较大，具有良好的电输出性能。
权利要求书1页 说明书9页 附图3页CN 110129964 A 2019.08.16C N 110129964A权 利 要 求 书1/1页CN 110129964 A1.一种三维角联锁发电织物，为由两个纱线系统组成的三维角联锁织物，两个纱线系统分别为经纱系统和纬纱系统，其特征是：经纱系统和纬纱系统的组成纱线不同，组成纱线为机械能采集纱线或柔性导电纱线。
2.根据权利要求1所述的一种三维角联锁发电织物，其特征在于，三维角联锁发电织物的功率密度最高值为48.45mW/m2。
3.根据权利要求1所述的一种三维角联锁发电织物，其特征在于，经纱系统和纬纱系统分别由机械能采集纱线和柔性导电纱线组成，三维角联锁织物为经向层层接结角联锁织物，层数为2～10层。
2023-11-09•引言•三维角联锁机织复合材料概述•弹道侵彻破坏机理研究•细观结构尺度对弹道侵彻破坏的影响•优化设计及性能提升策略目•结论与展望录01引言弹道侵彻破坏是复合材料抗冲击性能的重要研究内容三维角联锁机织复合材料是一种新型高性能复合材料研究该材料在弹道侵彻下的破坏细观结构尺度有助于优化其抗冲击性能研究背景与意义研究现状与发展针对该材料的抗冲击性能优化及其在防护结构中的应用仍需深入研究研究将有助于推动复合材料在军事、航空航天、土木工程等领域的应用目前关于三维角联锁机织复合材料弹道侵彻破坏的研究尚不充分研究内容分析三维角联锁机织复合材料的细观结构特征；研究该材料在弹道侵彻下的破坏机制；探讨抗冲击性能优化方法及其在防护结构中的应用。
研究方法采用实验测试、数值模拟和理论分析相结合的方法进行研究。
首先进行材料的细观结构观察和力学性能测试；其次建立数值模型，模拟弹道侵彻过程，并分析破坏细观结构尺度；最后根据实验和模拟结果，总结抗冲击性能优化方法。
研究内容与方法02三维角联锁机织复合材料概述机织复合材料定义与特点•机织复合材料是一种由有机和无机材料通过纺织工艺制成的复合材料。
它具有高强度、高刚度、耐腐蚀、可设计性强等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑和体育器材等领域。
•三维角联锁机织复合材料是一种先进的机织复合材料，其结构特点是采用角联锁编织技术，使得材料在不同方向上具有优异的力学性能和稳定性。
其性能优势包括高强度、高刚度、抗疲劳、抗冲击等特点，适用于制造高性能的工程结构和部件。
三维角联锁机织复合材料的结构与性能三维角联锁机织复合材料的制造工艺•三维角联锁机织复合材料的制造工艺主要包括原材料准备、编织、热压成型和后处理等环节。
其中，编织工艺是关键环节，需要采用专门的编织设备和工艺技术。
通过合理的工艺控制和参数调整，可以获得具有优异性能的三维角联锁机织复合材料。
03弹道侵彻破坏机理研究弹道侵彻破坏过程分析弹道侵彻破坏的扩展分析弹体贯穿过程中，复合材料细观结构的演变和破坏模式的转变。
随着社会经济的发展，社会贫富差距越来越大，各种社会矛盾日益激化，为此，国家在公共安全领域的投入也逐年增加，警用装备需求越来越大。
目前，防刺服、防弹衣被公安民警、海关等执法人员及保安人员、出租司机等人员大量使用。
由于执勤时面对的威胁主要是小型火力武器(如手枪)或刀具等锐器，舒适的软质防护装备越来越受到青睐。
但对于软质防刺服和防弹衣而言，材料的防刺机理和防弹机理不尽相同，而软质材料的防刺过程是：由于刀刺是一个低速持续的过程，材料的抗剪切强度越大，刀尖变形越快速，从而阻止锐器继续向前行进，达到防护的目的；防弹主要是依靠材料的抗拉伸断裂强度，材料的拉伸强度越大，高速冲击的弹头或破片等抛射物在冲击材料、拉断／拉伸材料的过程中耗散其能量越多，从而使抛射物变形、阻止它前进。
将防刺服与防弹衣的性能合二为一，在有效防护、机动灵活及轻量化之间找到一个平衡点，就可能在一种产品上实现综合防护效能。
因此，研究既具有防刺性能的柔软、轻便、舒适又具有防弹性能的防弹防刺服是当务之急。
[1]1防弹防刺服的标准由于各国／地区的实际情况不同。
其防剌、防弹标准也不一样。
在国外，只有英国的2003版警用防护服标准《PSDB BODY ARM OUR STANDARDS FOR UK POLICE(2003)》将防护服的防刺和防弹性能结合在一起。
但是没有提出特别的要求。
在国内，目前还没有颁布专门的防弹防刺服标准。
对于防弹防刺服的评价，都是以防弹衣和防刺服两个标准同时作为参考。
目前，比较通用的防弹衣和防刺服相关标准有：美国司法部《NIJ0101.06Ballistic Resistance of防弹防刺服的现状及发展趋势探讨周杰才吴登鹏殷祥芝刘义龙（江苏双山集团股份有限公司江苏射阳224300）[摘要]防弹防刺服作为一种重要的警用防护装备，对其研究开发相当迫切。
本文对防弹防刺服相关标准和国内外研究进展情况进行了介绍，着重阐述了防弹防刺服的现状及应用前景。
2.5D角联锁织物厚向压缩特性的实验研究万喜莉;孙颖;陈利;李嘉禄【摘要】以碳纤维2.5D衬经结构织物为例,初步研究了2.5D角联锁织物厚度方向压缩特性,利用万能材料试验机测得织物厚度与压缩应力的关系.研究发现,当压缩应力小于3 MPa时,经验指数取为3的多层平纹织物压缩模型可用于2.5D衬经织物厚度与压缩应力关系估算.在4种不同压缩应力下制备2.5D衬经结构复合材料,进一步观测经向和纬向截面内经纱、衬经纱和纬纱屈曲变化情况,引用纱线段局部屈曲角分布定量表征纱线的屈曲程度.结果发现:经纱的屈曲程度最高,随压缩应力的增加,经纱的屈曲程度降低;当压缩应力超过一定范围时,经纱屈曲程度反而增加,衬经纱和纬纱基本呈伸直状态,衬经纱屈曲程度增加,纬纱伸直度增加.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2015(036)002【总页数】7页(P49-54,70)【关键词】2.5D角联锁织物;厚向压缩;织物厚度-压缩应力曲线;局部屈曲角【作者】万喜莉;孙颖;陈利;李嘉禄【作者单位】天津工业大学先进纺织复合材料教育部和天津市省部共建重点实验室,天津300387;天津工业大学先进纺织复合材料教育部和天津市省部共建重点实验室,天津300387;天津工业大学先进纺织复合材料教育部和天津市省部共建重点实验室,天津300387;天津工业大学先进纺织复合材料教育部和天津市省部共建重点实验室,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TB332三维机织技术是利用多层经纱织造方法，由多层经纱接结多层纬纱形成具有一定厚度的三维整体织物。
其中，经纱采用分层接结的方法，将相邻纬纱层接结可形成角联锁机织物，简称为2.5D织物。
在2.5D角联锁机织物基础上，沿织物经向、纬向和厚度方向引入或同时引入纱线，可形成多种衍生组织结构，包括2.5D结构、2.5D衬经结构、2.5D衬纬结构和2.5D衬经衬纬结构。
2.5D角联锁织物不仅仿形性好、层间连接强度高，适合于大型构件，而且可最大限度地减小机械加工对其增强复合材料承载能力的损伤。
三维斜交角联锁机织物的设计与试织马芹;秦焕焕【摘要】介绍了三维斜交角联锁机织物的应用,对三维斜交角联锁机织物的结构进行了分析,介绍了多重纬斜交角联锁机织物的结构设计方法,设计了三重纬、四重纬的角联锁结构组织,并分别画出了上机图.根据组织的结构特点和织物用途,设计了两种汽车安全带织物的基本规格参数,在小样织机上织出了产品小样,验证了三重纬、四重纬斜交角联锁组织机织物在常规织机上进行织造及用于安全带织物的可行性.最后,对角联锁机织物在织造时出现的问题进行分析,提出了适当的解决办法.【期刊名称】《河南工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(030)004【总页数】6页(P1-5,21)【关键词】涤纶长丝;多重纬斜交角联锁织物;安全带;试织【作者】马芹;秦焕焕【作者单位】河南工程学院纺织学院,河南郑州450007;河南工程学院纺织学院,河南郑州450007【正文语种】中文【中图分类】TS151近年来，人们对纺织品的研究不断深入，从过去对二维结构织物的研究到如今对三维结构织物的研究.与二维纺织复合材料相比，三维纺织复合材料具有较高的模量和强度及很好的力学性能，有着广阔的应用前景和发展潜力[1].三维机织物的结构有很多种，按照织物的结构特征与织造方法可以分为三大类：平板状三维机织物、实柱状三维机织物和空芯状三维机织物.其中，平板状三维机织物的应用最多，也最容易生产，可以在普通的织机上生产.平板状三维机织物的种类有多种，根据其结构特征可分为三类：三维正交机织物、三维斜交角联锁机织物和三维多层接结机织物[2].1 三维斜交角联锁机织物的应用设计产业用三维机织物的应用体现在很多方面，对于角联锁机织物而言，因为其经纱的屈曲比较大，织物的伸缩性和能量吸收性能均比较好，可以满足一些绳、带织物的需求，例如蹦极跳伞运动的安全绳和各种安全带等.1.1 产品类型设计目前，市场上汽车安全带常用的织物为斜纹或缎纹等二维织物.普通二维织物虽然织制比较简单，但织物厚度的增加受到了限制.本研究利用三维组织结构设计了一种汽车安全带织物.在汽车事故中，安全带在力的作用下会产生拉伸，这种拉伸会使安全带变形.如果织带的拉伸弹性过大，会使织带的伸长过大，织带在恢复过程中会产生反弹，这种情况下织带会对乘客造成一定的伤害.因此，安全带在织造时要考虑到织带的伸长性.角联锁组织形成的织物具有一定的拉伸变形能力，在产生形变后不会立刻恢复，可吸收并储存弹性势能，在一定程度上满足了安全带在弹性和安全方面的需求.1.2 原料选择工业用涤纶长丝具有良好的力学性能和稳定性，是许多产业用纺织品的良好材料.如今市场上工业用涤纶长丝有很多种，主要包括高强型涤纶长丝、低收缩型涤纶长丝、高模低收缩型涤纶长丝等.高强型工业用涤纶长丝具有很高的强度、模量和较低的延伸率，可满足安全带强度高、模量大、伸长小、耐磨等要求，故市场上安全带的原料以高强型工业用涤纶长丝为主.2 三维斜交角联锁机织物的设计图1 多重纬角联锁织物结构(经向截面)Fig.1 Structure diagram of multiple weft angle-interlocking fabric (warp-wise section)2.1 三维斜交角联锁结构的特征斜交角联锁根据其结构特点可以分为多重经角联锁与多重纬角联锁两种结构形式. 多重纬角联锁的结构特点是纬纱在织物厚度方向重叠，经纱沿织物水平方向与多重纬纱进行交织，并且此时的经纱有一定的倾斜角度，如图1所示.纬纱在织造时很容易重叠，可以在传统的织机上生产织造，所以在实际生产中多重纬角联锁应用较多.本研究主要探讨多重纬角联锁机织物组织的结构及设计方法.2.2 多重纬斜交角联锁机织物的结构设计多重纬角联锁机织物的结构有二重纬、三重纬、四重纬、五重纬等，当经、纬纱直径一定时，织物的厚度取决于形成角联锁的经纱循环数与纬纱的重叠层数.多重纬角联锁机织物在进行织制时，要满足经纱在交织时其两层经纱之间形成的交叉口中只有一根纬纱存在交织的条件，那么角联锁组织循环经纱数Rj、组织循环纬纱数Rw与织入的重纬数n之间满足：Rj=n+1，(1)Rw=n×Rj .(2)当角联锁机织物的经、纬纱直径相同时，角联锁机织物理论上的厚度τ=(2n+1)×d，d为经、纬纱直径.织物的厚度与纬纱的重叠层数有关，当重纬数增加时，织物厚度也随之增加.2.3 组织设计在斜交角联锁机织物的设计和加工过程中，层数较少的角联锁机织物的组织图可以直接根据结构图画出，也可以从使用由一根经纱的交织规律所得到的分式表达式中获得.但当织物层数较多时，根据结构图设计出组织图就很麻烦，这时就要获得各根经纱分式表达式，从而画出组织图.2.3.1 组织设计方法多重纬三维机织物的表面组织对织物的外观有明显影响，且表面组织不同织物的密度也有差异，会使织物的强力产生差异.因此，设计时要根据织物的用途加以考虑. 图2 重纬数为3、4时角联锁组织的径向截面Fig.2 Warp-wise section diagram of angle-interlocking weave with 3 and 4 backed weft重纬数为3、4时角联锁组织的径向截面见图2.对图2中重纬数为3、4时角联锁组织径向截面结构图进行分析和研究，总结出每根经、纬纱参数之间的关系:Rj=n+1，(3)Rw=n×Rj=n×(n+1)，(4)s=n，(5)f=2n-1，(6)式中：Rj为经组织循环数； Rw为纬组织循环数；s为织物组织飞数； f为最长浮长线.因为可以选择不同的表层组织来设计角联锁机织物组织，故在本次设计中表层组织选择简单的斜纹组织.本研究设计了三重纬、四重纬两种实口结构的角联锁组织，根据其结构图及经、纬纱的循环规律得出织物组织规律.2.3.2 三重纬角联锁组织图3 三重纬角联锁机织物结构Fig.3 Fabric structure diagram of angle-interlocking weave with 3 backed weft当n=3时，三重纬角联锁机织物结构如图3所示.对织物结构图进行分析，参考经、纬纱循环规律可得Rj=4，Rw=12，s=3， f=5.通过n重纬数实口角联锁机织物组织表达分式得到第一根经纱的交织规律为由飞数得出各根经纱的交织规律，得出的织物组织图及上机图如图4所示.2.3.3 四重纬角联锁组织当n=4时，四重纬角联锁机织物结构如图5所示.对织物结构图进行分析并参考经纬纱循环规律可得Rj=5，Rw=20，s=4， f=7.图4 三重纬角联锁机织物上机图Fig.4 Looming drafting of angle-interlocking fabric with 3 backed weft图5 四重纬角联锁机织物的结构Fig.5 Fabric structure diagram of angle-interlocking weave with 4 backed weft通过n重纬数实口角联锁机织物组织表达分式得到第一根经纱的交织规律为由飞数得出各根经纱的交织规律[3-4]，得出的织物组织图及上机图如图6所示.图6 四重纬角联锁机织物上机图Fig.6 Looming drafting of angle-interlocking fabric with 4 backed weft2.4 织物规格设计2.4.1 纱线规格设计在本设计中，安全带产品的经纬纱采用高强型涤纶长丝.由于安全带在使用过程中要承受较大的冲击力，所以安全带的织带要有较高的断裂强力.国际上通用的安全带的标准断裂强度为2 270 kg[5].安全带选用的涤纶纤维长丝，其单纤维细度为0.56～2.20 tex(5～20 D)，纱线的断裂强度为0.009～0.010 N/tex(8.5～9.0g/D)[6].传统的二维安全带织物的经纬纱线细度为111 tex(1 000 D)左右，以此作为参考来设计三维安全带织物.为了使不同重纬数的安全带织物厚度尽量相同，重纬数不同，纱线粗细的选择也不同.本研究设计了不同重纬数安全带织物的纱线规格，具体见表1.表1 纱线规格参数Tab.1 Specification parameters of the yarns组织经纱细度/tex(D)纬纱细度/tex(D)三重纬角联锁100(900)100(900)四重纬角联锁89(800)89(800)2.4.2 经纬向密度设计由于设计的三维织物的表层组织为斜纹，故根据二维织物的设计方法计算出表层组织的经纬向密度，再计算三维织物的密度.对于斜纹组织，经向紧度为60%～110%，纬向紧度为40%～60%.考虑到安全带织物要求紧密坚牢，故选取经向紧度为90%、纬向紧度为55%，得织物密度式中：Kd为纱线直径系数(Kd=0.035)；Nt为纱线特数；E为织物紧度.当Nt=100 tex时，经纱密度Pj=257.14根/10 cm修正为257根/10 cm，纬纱密度Pw=157.14根/10 cm修正为157根/10 cm；当Nt=89 tex时，经纱密度Pj=275.56根/10 cm修正为276根/10 cm，纬纱密度Pw=167.17根/10 cm修正为167根/10 cm.三维角联锁机织物只有一个系统的经纱，织物的经纱密度可看作与二维织物的经纱密度近似，而三维角联锁机织物的多重纬纱是相互重叠的，重纬数不同，纬纱密度也不同，可根据来计算三维角联锁机织物的纬纱密度.织物的规格参数如表2所示. 表2 织物规格参数Tab.2 Specification parameters of the fabrics织物组织纬纱层数经、纬纱特数/tex(D)经纱密度/[根·(10 cm)-1]纬纱密度/[根·(10 cm)-1]三重纬角联锁3100(900)257471四重纬角联锁489(800)2766682.4.3 长度设计一般的汽车安全带长度为2.8～3.5 m，因为汽车类型不同，则安全带的使用方式不同，所以安全带的长度也不相同.在本设计中，考虑到市场上常用的汽车安全带长度，设计安全带的成品长度为3.2 m.2.4.4 宽度设计市场上生产的汽车安全带样品的宽度一般为47.5～48.5 mm，国家规定织带宽度要符合一定的要求，安全带的织带与使用者身体接触部分的宽度不能低于46 mm.因为在冲击力较大的情况下，织带作用在乘客身上的压强非常大，如果宽度太小，事故后织带的压强过大也会对乘客造成一定的伤害.由于该宽度是安全带在经受了一定的拉伸作用力下所测得的，故安全带的成品宽度可稍微大一些，可取约47.5 mm，但也不能太宽，否则不利于生产.本设计选择的安全带织造宽度约为50 mm[6].3 织物小样上机试织3.1 小样试织设计小样试织在河南工程学院纺织学院纺织实训中心的Y200S型半自动电子小样织机上进行，根据涤纶长丝的特点进行了纱线选择、浆纱、整经、穿结经等工序.前文中设计了两种斜交角联锁组织，由此试织了两种织物小样.受小样织机织造能力的限制，小样尺寸只有50 mm×15 mm.考虑到本次设计的织物层数较多，当织物厚度较大时，在织造过程中涤纶长丝会产生磨损.又因为本设计每个筘齿的穿入数选为2，为了防止织造时纱线过多磨损，又受实验室备用钢筘的限制，筘号选择时适当调整了一下，当纱线特数为100 tex时，筘号选择60，当纱线特数为83 tex时，筘号选择65.小样织机手动打纬，打纬力不足，打不紧纬纱，使织物密度与设计密度有误差.织物小样的规格参数见表3.表3 织物小样规格参数Tab.3 Specification parameters of the sample fabrics织物组织纬纱层数经纬纱特数/tex(D)经纱密度/[根·(10 cm)-1]纬纱密度/ [根·(10 cm)-1]三重纬角联锁3100(900)248410四重纬角联锁489(800)2696203.2 试织过程中存在的问题在试织过程中，对织物织造影响较大的一个因素就是经纱张力不匀.为了使经纱间张力较为均匀，在织造前应认真地对经纱进行梳理、调整，在织造时适当提高后梁高度.其次，在织造过程中，经纱张力太小会引起开口不清等问题，使织造不能顺利进行，但是经纱张力过大也会造成个别经纱断头，影响织造进行，故应适当增加经纱张力.另外，因为角联锁机织物的经纱密度较大，而且存在纬纱重叠的问题，会出现纬纱打不紧的现象，需要使用较大的打纬力.同时，手动打纬的打纬力量不均匀造成试织小样纬纱密度不匀、表面不够平整.织物小样如图7和图8所示.图7 三重纬角联锁机织物小样Fig.7 Photo of angle-interlocking sample fabric with 3 backed weft图8 四重纬角联锁机织物小样Fig.8 Photo of angle-interlocking sample fabric with 4 backed weft4 结语本研究对三维斜交角联锁机织物的结构进行了分析，角联锁机织物组织结构的经纱屈曲比较大，并且织物的厚度越大，即重纬数越多，经纱的屈曲越大，这一结构特点使得织物的柔软度和层间抗剪切性得到了提升.另外，多重纬角联锁机织物的纬纱处于经纱形成的一定角度的交叉口中，相邻经纱以四边形的空间形态将纬纱包围，这种结构特点使织物强度高且有一定的变形能力，适合用于安全带产品.通过分析研究，发现了三维斜交角联锁机织物结构经纬纱之间的交织规律，得出了斜交角联锁机织物重纬数、经纱循环数、纬纱循环数等参数之间的关系表达式.根据机织物组织的结构特点和用途，设计了两种汽车安全带织物的基本规格参数，在小样织机上织出了产品小样，验证了三重纬、四重纬斜交角联锁组织机织物在常规织机上进行织造及用于安全带织物的可行性.【相关文献】[1] 刘淑萍,刘让同. 三维织物结构设计[J].纺织科技进展,2006(6):42-46,48.[2] 许璀莹,顾冬娟,张玲妹，等.实口结构重纬角联锁织物组织图计算机辅助绘制[J].丝绸,2010(8):45-46.[3] 余雪满,沈兰萍.角联锁织物的拉伸性能分析[J].纺织科技进展,2007(6):60-62.[4] 聂建斌,卢士艳.角联锁织物的组织设计[J].纺织学报,2006(3):90-91.[5] 王国和.产业用织物——汽车安全带的研究与开发[J].丝绸,2004(1):36-40.[6] 晏雄.产业用纺织品[M].2版.上海:东华大学出版社,2012:12.。
角联锁三维机织物在多综眼织机上的织造设计三维纺织复合材料具备空间结构稳定、力学性能好、抗冲击、耐疲劳等优点，被广泛地应用于新兴材料和防护领域。
三维机织物作为三维纺织复合材料的增强体，形态可设计性优良，整体保形性稳定，生产成本相对低廉。
高厚度的三维机织物克服了传统层合板的层间结合性能差、损伤拓展快等缺点，使织物沿厚度方向的强力增强，同时拉伸、剪切、弯曲等典型力学性能突出。
三维机织物厚度越大，物理性能越可靠稳定，在特殊领域用途越广，所以对三维机织物的织造设计研究具有较大的理论和工程意义。
美国等发达国家对三维机织物的研究起步较早，已经能够规模化生产多种形状和结构的三维机织物，加工成三维纺织复合材料后应用于航空航天、民用基础设施、医疗防护等领域。
国内虽然起步稍晚，但是目前已经初步完成织机改进和织造设计等方面的技术积累。
许福军等研制出了多剑杆三维织机，李毓陵等改进了多综眼织机的引纬系统，为高厚度三维机织物的实现奠定了基础。
目前国内三维机织物制备领域仍然处于织机自动化程度低、生产织物种类单一、产量低的困局，关于高厚度三维机织物的研究较少，尚未开发出能够织造高厚度三维机织物的三维织机。
1 基本理论多综眼织机在普通单综眼织机的基础上，将单综眼综丝改造为多综眼综丝，调整提综和引纬工艺，便于织造厚度较大、结构多样的三维机织物。
多综眼综丝的加入，增加了织机经纱的穿入量，综框的提综动程根据综眼间距进行差别化设计，引纬机构采用多根剑杆引纬提高引纬效率，这些条件都为高厚度三维机织物的织造提供了可能。
在多综眼织机织造过程中，浮沉规律相同的经纱即可以穿入同一根综丝，也可以穿入不同综丝，但文 | 胡 雨 裴鹏英 龚小舟Weaving of Angle-interlock Fabric on Multi-eyelet Loom摘要：针对三维机织物在厚度方向拓展受到限制的现状，提出两种关于把三维机织物织厚的设计方案。
通过以层层正交角联锁织物为例，探究将厚度推广为N 层的织物在多综眼织机上的织造方法，设计上机工艺（包括穿综图、纹板图及选纬图）。
角联锁织物的开发及性能研究
随着现代科学的飞速发展,产业用纺织品在现代社会生活中的作用越来越大,地位也越来越重要,三维机织物伴随着产业用纺织品的发展越来越引起了人们的重视,角联锁三维机织物是三维机织物的重要一种。
本文在介绍角联锁三维机织物的基础上,探讨了织物组织的设计方法,对角联锁织物的开发及性能特点进行了研究。
特别首次找到了角联锁织物层数和各参数之间的数学关系,并用分式的方法进行了数学表达,得到了国际刊物工业纺织品的认可。
本研究还利用剑杆织机织造了二层至九层的角联锁织物布样,做了拉伸试验,对其拉伸性能进行了测试,记录了拉伸数据及断裂曲线。
通过对试验数据的分析,得出了角连锁织物在七层以内,随着层数的增加,它的断裂伸长、断裂能量吸收、断裂比功逐渐递增,而七层以后,其各方面性能又递减的规律。
本研究探索了角联锁织物作为加强材料的复合板材研究,开发了复合板材。
本文还介绍了角联锁三维织物的不同新类型,最后根据角联锁织物的性能分析,对其应用领域进行了分析展望。
本文有一定的理论价值和实际应用价值。
参证材料--三维角联锁织物的开发与探究参证材料--三维角联锁织物的开发与探究武汉纺织大学2011届毕业设计论文 1 前言 1.1 三维纺织品的由来随着现代科学的飞速发展，新知识、新技术的不断涌现，纺织品的应用领域越来越广泛。
在发达国家，纺织品已经形成了服用纺织品、装饰用纺织品和产业用纺织品三足鼎立的局面，产业用纺织品在现代社会生活中的作用越来越大，地位也越来越重要，航天、军事、交通运输、土木工程、医药卫生、安全防护、农业、体育和娱乐等无所不在，无处不有[1]。
产业用纺织品在用途上的多样性，决定了其在外观和形态上的多样性，它不同于传统的服用纺织品，打破了传统意义上的二维空间，服装用、装饰用纺织品一般以片状形态即由纱线编织而成的面料为消费者所使用，而产业用纺织品既可以纤维形态投入使用，也可以片状形态投入使用，还可以线、绳结构直接使用，但更多的是以三维形态投入使用，三维纺织品应运而生。
1.2 三维纺织品的种类三维纺织品的形成可以采用机织、针织和非织的方法，也可以采用二维纺织品层合的办法形成。
机织物是最古老、最成熟的一种织造技术，人们自然首先考虑采用机织的方法来生产三维织物。
近年来被人们普遍关注的三维机织物有：三维正交机织物、角联锁机织物、多层接结机织物。
角联锁机织物(角联锁组织)是多重纬(多重经)角联锁机织物简称，它是由两个系统的纱线构成重叠联锁状的交织。
当经线在织物厚度方向(Z方向)构成重叠，则纬线以一定的倾斜角在X方向与多重经进行角连锁状交织。
反之，当纬线在织物厚度方向(Z方向)构成重叠，则经线以一定的倾斜角在X方向与多重纬进行角联锁状交织。
按照构成重叠的纱线系统，可以分为多重经角度联锁和多重纬角度联锁两种。
本论文在对多重纬三维角联锁机织物进行设计与开发的基础上，通过所织得的不同层数的三维角联锁织物，探究得出三维角联锁织物的层数与形态特征等方面的关系，以及展现三维角联锁机织物的应用和发展前景。
1.3 国内外研究现状对三维织物的研究是伴随着产业纺织品的发展而产生的。
三维角联锁机织复合材料三点弯曲破坏的有限元计算王春霞;宋孝浜;金利民【摘要】为说明层层接结三维角联锁机织复合材料在三点弯曲载荷下的动态响应以及结构破坏行为,运用有限元分析软件ABAQUS,在纱线、基体细观结构尺度上计算并考察了材料在恒速弯曲应力作用下的挠度随时间的变化历程、渐进破坏过程、应力分布以及应力集中现象.通过分析计算结果发现:三维角联锁机织复合材料的三点弯曲破坏与其结构特征密切相关,破坏由结构中的应力集中区域萌发;此外,应力集中部位主要位于屈曲波浪状的经纱上,且处于各根经纱的弯曲部位.这种结构特征使其在材料承载过程中受到的载荷最大,从而导致破坏的进一步扩展.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2014(035)003【总页数】5页(P41-45)【关键词】角联锁;复合材料;三点弯曲;有限元【作者】王春霞;宋孝浜;金利民【作者单位】盐城工学院纺织服装学院,江苏盐城224003;盐城工学院纺织服装学院,江苏盐城224003;中国科学院上海应用物理研究所,上海201204【正文语种】中文【中图分类】TS101.2树脂基纺织复合材料是以预成型体(如二维或三维织物)作为增强相，以树脂作为基体相，经由浸润、固化等工序制作而成的复合材料。
与传统的纯金属材料相比，该类复合材料具有较为明显的力学性能优势，在航空、航天、车辆、体育和防护等领域有着广阔的应用前景。
作为力学性能最为卓越的一类纺织复合材料，三维纺织结构复合材料已经引起科研人员的广泛关注，厚度方向上纤维束的存在赋予其优越的结构稳定性、断裂韧性以及抗分层能力［1－2］。
作为一种三维纺织结构复合材料，三维角联锁机织复合材料也得到越来越广泛的应用。
按照纱线在织物厚度方向上交织方式的不同，角联锁机织又可分为层层接结与贯穿接结2类［3］，正是这种纱线交织结构赋予其卓越的力学性能。
关于三维角联锁机织复合材料力学性能的研究已有相关成果。
按照研究方法的不同，主要可以分为实验研究与数值研究。
三维斜交角联锁织物结构的快速设计单晶晶;唐予远;马菲;许鹤;靳雯雯【摘要】阐述了三维斜交角联锁织物的特点,通过对其组织结构进行分析,找出三维斜交角联锁织物组织中经纬纱交织所遵循的规律,从而得出经纬纱循环的计算方法.最后通过CAD绘图,使上述设计过程得到简化.【期刊名称】《中原工学院学报》【年(卷),期】2015(026)006【总页数】4页(P41-44)【关键词】角联锁;经纱循环;纬纱循环;快速设计【作者】单晶晶;唐予远;马菲;许鹤;靳雯雯【作者单位】中原工学院,郑州450007;中原工学院,郑州450007;中原工学院,郑州450007;中原工学院,郑州450007;中原工学院,郑州450007【正文语种】中文【中图分类】TG142.1近年来，随着社会发展，纺织复合材料的应用不断拓展，被广泛应用于汽车、飞机、航天器等领域[1]。
人们对起增强作用的纺织品的研究也不断深入，从零维、一维、二维发展到现在的三维。
与二维纺织复合材料相比，三维纺织复合材料比强度高、比模量大、特殊力学耦合性好[2-3]。
三维织物组织结构有多种形式，大部分三维组织必须在专用织机上进行织造，而多重纬角联锁织物结构可以直接在普通织机上进行制织，因此许多专家学者对多重纬角联锁织物组织结构进行了研究[4-7]。
杨小侠[4]论述了正则角联锁结构和空口角联锁结构三维组织织物的上机要点；顾平[5]得出了多重纬角联锁织物结构经纬纱之间的关系；易洪雷等[6]给出了三维斜交角联锁织物在不同经向断面上的纱线几何结构。
然而，目前人们对三维斜交角联锁结构变化规律还没有统一的认识。
本文对三维斜交角联锁织物结构进行了分析，阐述了三维斜交角联锁织物结构的特征，发现了其经纬纱交织所遵循的规律，进而得到了任意n层m层斜交角联锁织物结构的设计方法。
运用CAD绘图，进一步简化了任意三维斜交角联锁织物结构的设计，使三维纺织复合材料预成型件的设计更加快捷方便，为三维纺织复合材料的研究提供了一定的理论依据。
