專(zhuān)利名稱(chēng)：基于空間群p*對(duì)稱(chēng)性的三維編織材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維編織材料，尤其涉及一種基于空間群尸^對(duì)稱(chēng)性的三維編織材 料。
背景技術(shù)：
三維編織復(fù)合材料以其優(yōu)異的力學(xué)性能得到航空航天、國(guó)防和醫(yī)療等行業(yè)的廣泛 關(guān)注。由于受到加工工藝等因素的制約，三維編織復(fù)合材料的品種過(guò)少、加工效率低和工藝 成本高。要獲得綜合性能更好的三維編織復(fù)合材料，急需開(kāi)發(fā)更多的三維編織工藝。目前 多數(shù)研究集中在四步法和二步法兩種編織方法，而有關(guān)三維編織方法的預(yù)測(cè)的研究還處于 起步階段。不同的晶格結(jié)構(gòu)的晶體表現(xiàn)出不同的性能，采用晶體對(duì)稱(chēng)群可以將晶體幾何結(jié)構(gòu) 進(jìn)行分類(lèi)。參照對(duì)稱(chēng)群的研究方法，對(duì)編織材料的單元幾何結(jié)構(gòu)加以歸納研究，根據(jù)空間點(diǎn) 群和空間群描述的對(duì)稱(chēng)操作推得大量新的三維紗線(xiàn)交叉方法。然而作為新的三維編織材料 的工藝可行性和性能研究尚未展開(kāi)。從滿(mǎn)足空間點(diǎn)群5 為HM符號(hào)記法)，所有對(duì)稱(chēng)性操 作的基礎(chǔ)上推導(dǎo)獲得一種新的紗線(xiàn)交叉幾何結(jié)構(gòu)的單胞。將該單胞放入滿(mǎn)足它的空間點(diǎn)陣 即可得到紗線(xiàn)連續(xù)的三維紗線(xiàn)交叉幾何結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種基于空間群對(duì)稱(chēng)性的三維編織材料。本發(fā)明的技術(shù)方案在于是基于空間群對(duì)稱(chēng)性的三維編織材料，該編織材料的 編織幾何結(jié)構(gòu)為在三維空間延伸編織成的呈連續(xù)紗線(xiàn)的結(jié)構(gòu)，編織幾何結(jié)構(gòu)中的代表性體 積單元中的紗線(xiàn)段滿(mǎn)足空間點(diǎn)群^描述的點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)性，編織結(jié)構(gòu)整體上呈現(xiàn)將代表性體積 單元用空間群描述的平移對(duì)稱(chēng)操進(jìn)行平移得到的三維空間相互交織在一起的三維編織 織物。所述具有點(diǎn)群^對(duì)稱(chēng)性的代表性體積單元，其推導(dǎo)基于點(diǎn)群〗的群元素描述的對(duì)稱(chēng) 操作為K (η為1 6)，可表達(dá)為「 X S S y
權(quán)利要求
1.基于空間群P〗對(duì)稱(chēng)性的三維編織材料，其特征在于，該編織材料的編織幾何結(jié)構(gòu)為 在三維空間延伸編織成的呈連續(xù)紗線(xiàn)的結(jié)構(gòu)，編織幾何結(jié)構(gòu)中的代表性體積單元中的紗線(xiàn) 段滿(mǎn)足空間點(diǎn)群5描述的點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)性，編織結(jié)構(gòu)整體上呈現(xiàn)將代表性體積單元用空間群 描述的平移對(duì)稱(chēng)操進(jìn)行平移得到的三維空間相互交織在一起的三維編織織物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維編織材料，其特征在于，所述具有點(diǎn)群^對(duì)稱(chēng)性的代表性 體積單元，其推導(dǎo)基于點(diǎn)群^的群元素描述的對(duì)稱(chēng)操作為S6" (η為1 6)，可表達(dá)為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維編織材料，其特征在于，所述空間群描述的平移對(duì)稱(chēng) 操，是在xyz坐標(biāo)系中，將點(diǎn)群^所述紗線(xiàn)段組合在三維空間中作如下方式Ti = UXi+VYi+WZi (U, V, W 為基矢量)的平移對(duì)稱(chēng)操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維編織材料，其特征在于，所述代表性體積單元的紗線(xiàn)段 組合具有ζ向厚度t，在xoy坐標(biāo)面及與之平行的平面簇中，代表性體積單元的空間群描 述的平移對(duì)稱(chēng)操空間群Pl描述的平移對(duì)稱(chēng)操空間群描述的平移對(duì)稱(chēng)操空間群描述的 平移對(duì)稱(chēng)操截面為六角形截面，代表性體積單元的平移是以正六棱柱的六角形截面對(duì)角線(xiàn) 的整數(shù)倍平移，沿ζ向以2t的整數(shù)倍平移，三維編織材料中代表性體積單元所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣 為簡(jiǎn)單六角點(diǎn)陣，最終形成具有空間群h對(duì)稱(chēng)性的一種新的空間連續(xù)紗線(xiàn)交叉幾何結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維編織材料，其特征在于，所述各紗線(xiàn)段組合單胞具有表 面代表性體積單元、角部代表性體積單元和內(nèi)部代表性體積單元，單層編織體代表性體積 單元總數(shù)N = = 3n2-3n+l(1)角部代表性體積單元N?？臻g群描述的平移對(duì)稱(chēng)操空間群Pj描述的平移對(duì)稱(chēng)操空間 群P^描述的平移對(duì)稱(chēng)操空間群Pi描述的平移對(duì)稱(chēng)操空間群P^描述的平移對(duì)稱(chēng)操和面部代 表性體積單元數(shù)Nf分別為Nc = 6, Nf = 6(n-2)(2)內(nèi)部代表性體積單元數(shù)Ni為 Ni = N-Nf-Nc(3)η為編織織物截面正六角形某邊上代表性體積單元數(shù)。
6.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維編織材料，其特征在于，所述每個(gè)編制紗線(xiàn)段組合 中心設(shè)置有軸向紗。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于空間群對(duì)稱(chēng)性的三維編織材料，該編織材料的編織幾何結(jié)構(gòu)為在三維空間延伸編織成的呈連續(xù)紗線(xiàn)的結(jié)構(gòu)，編織幾何結(jié)構(gòu)中的代表性體積單元中的紗線(xiàn)段滿(mǎn)足空間點(diǎn)群描述的點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)性，編織結(jié)構(gòu)整體上呈現(xiàn)將代表性體積單元用空間群描述的平移對(duì)稱(chēng)操進(jìn)行平移得到的三維空間相互交織在一起的三維編織織物。本發(fā)明的編織材料以滿(mǎn)足點(diǎn)群對(duì)稱(chēng)性的代表性體積單元為基本結(jié)構(gòu)單元推導(dǎo)出的滿(mǎn)足空間群對(duì)稱(chēng)性的新的三維編織幾何結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)其工藝可行性的研究和對(duì)相應(yīng)三維編織物的纖維體積百分含量的預(yù)測(cè)，得到了幾何結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)良的新三維編織材料品種。本編織材料陣列采用了正六邊形，使攜紗器的運(yùn)動(dòng)軌跡便于實(shí)現(xiàn)，容易組織生產(chǎn)。
文檔編號(hào)D04C1/06GK102041635SQ201010604239
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者李天興, 蘇冰, 馬文鎖 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)