Разработка структуры и технологии изготовления многослойной комбинированной ткани из углеродных и кварцевых нитей

• Автор: Сергеев, Владимир Терентьевич
• Шифр специальности: 05.19.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 214 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1Л. Работы по исследованию напряженно-деформированного состояния
нитей на ткацком станке
1.2. Работы по взаимосвязи технологических параметров и параметров строения ткани
1.3. Работы по технологии изготовления текстильных материалов для
композитов
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2Л. Определение вязкоупругих параметров при растяжении
2.2. Взаимосвязь деформации и натяжения основных и уточных нитей на ткацком станке
2.3. Повреждаемость нитей основы и утка на ткацком станке при изготовлении многослойной комбинированной ткани
2.4. Анализ структуры многослойных комбинированных тканей и возможность их применения в качестве армирующего материала многофункциональных композитов
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МНОГОСЛОЙНОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ ТКАНИ
3.1. Технологическая последовательность и конструктивные особенности оборудования
3.2. Технологические параметры подготовительных процессов и заправки станка КПТЗ-160С
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ НАТЯЖЕНИЯ ОСНОВНЫХ И УТОЧНЫХ НИТЕЙ В ПРОЦЕССЕ ВЫРАБОТКИ МНОГОСЛОЙНОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ ТКАНИ
4.1. Система экспериментального исследования натяжения основных и уточных нитей на ткацком станке
4.2. Исследование натяжения углеродных и кварцевых основных нитей (Г0).
4.2.1. Сравнительный анализ Б0 в зависимости от вида нитей и переплетения
4.2.2. Исследование Р0 в зависимости от расположения нитей по глубине шпулярника
4.2.3. Исследование Р0 в зависимости от расположения нитей по высоте шпулярника
4.3 Исследование натяжения углеродных и кварцевых уточных нитей (Ру)..
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 5. АНАЛИЗ СВОЙСТВ И СТРУКТУРЫ МНОГОСЛОЙНЫХ КОМБИНИРОВАННЫХ ТКАНЕЙ
5.1. Методика исследования тканей
5.2. Свойства многослойных комбинированных тканей
5.3. Методика исследования структуры ткани
5.4. Структура многослойных комбинированных тканей
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность диссертационного исследования. В связи с интенсивным развитием авиа- и ракетостроения, атомной энергетики, освоением космоса и повышением обороноспособности страны возникла потребность в новых конструкционных материалах, превосходящих по своим свойствам традиционные металлические и неметаллические материалы.
Сегодня широкое применение находят композиционные материалы, полученные на основе полимерной матрицы и волокнистого армирующего элемента. Из всех видов органических и неорганических волокон самым распространенным армирующим материалом является стеклянные волокна, имеющие неограниченные сырьевые ресурсы для их производства и обладающие редким сочетанием свойств - высокой механической прочностью, негорючестью, температуроустойчивостью, низкой гигроскопичностью, стойкостью к химическому и биологическому воздействию, сравнительно низкой плотностью.
Для армирования стеклопластиков, работающих в наиболее неблагоприятных условиях при высоких температурах и механических нагрузках, применяются кварцевые и углеродные волокна. Стеклопластики на основе этих волокон используются для защиты летательных аппаратов от различных разрушающих воздействий, обеспечивая стойкость к абляции и радиопрозрачность.
Стекловолокнистый армирующий материал может использоваться в виде волокон, нитей, нетканых материалов, трикотажных полотен, однослойных и многослойных тканей.
Однако ткани вообще, и многослойные ткани в особенности, превосходят другие виды текстильных армирующих материалов по постоянству структуры, однородности свойств, устойчивости форм, технологичности в производстве стеклопластиков, удельной прочности. При применении многослойных тканей резко повышается несущая способность композиционного материала.

тканей - до 120 мин'1 [3.14]. Такие изменения внесены с учетом свойств используемых стеклянных нитей с малым коэффициентом крутки, или текстурированных, или для обеспечения изготовления тканей сложных структур с большим количеством слоев.
В отчетах по НИР [3.1-3.4] коллективом кафедры ткачества МТИ установлено, что выработка многослойных тканей из стеклонитей сопровождается «мшением» и повышенной обрывностью, в целом процесс ткачества проходит с затруднениями и требует переоборудования станков и выявления параметров их заправки.
Влияние параметров заправки челночного ткацкого станка на процесс изготовления многослойных стеклянных тканей рассмотрено в статьях [4.23, 4.24]. По результатам обработки осциллограмм получено оптимальное положение установки скала, которое при его расположении выше уровня грудницы на 35-40 мм способствует снижению максимального натяжения основных нитей в 2,5 раза. Даны рекомендации по установке рационального заправочного натяжения основы. Оно, по мнению авторов, должно составлять 8-10 гс/нить, то есть быть минимальным, при котором возможен процесс ткачества. При изменении числа оборотов главного вала от 120 до 160 мин'1 средняя величина максимального натяжения основных нитей в пределах раппорта переплетения многослойной ткани увеличилось в 1,34 раза. Авторы считают, что «рациональной является скорость 140об/ мин, так как в этом случае средняя величина максимального натяжения основных нитей повышается лишь на 8% по отношению к первоначальной» при снижении значения неровноты натяжения на 10-20%.
В работе [4.25] определено влияние скорости ткацкого станка на натяжение нитей основы как наиболее напряженной системы в ткачестве. Авторы отмечают, что результаты расчетов общего натяжения основных нитей даже с учетом динамической составляющей не соответствуют реальным. Для их уточнения проведены экспериментальные исследования на станке СТБ2-175 при выработке хлопко-льняной ткани. Установлено, что увеличение частоты