[发明专利]网络状三维整体多向连锁编织结构的复合材料车厢底板及其制备方法

权利要求书

1.一种网络状三维整体多向连锁编织结构的复合材料车厢底板，该车厢底板以三维整体编织工艺和三维整体机织工艺技术为基础，按照16步编织织造步骤完成。其特征在于：该车厢底板结构不同于以往的三维四向、三维五向、三维六向、三维七向编织结构，包括贯穿复合材料x、y、z三个方向的八组纱线系统：编织纱线系统、轴纱系统、横向填充纬纱系统、纵向填充纬纱系统、+45度填充纬纱系统、-45度填充纬纱系统、横向交织纬纱系统、纵向交织纬纱系统，八组纱线系统之间按照不同的交织规律相互连锁编织形成致密的三维整体网络结构。

2.根据权利要求1所述的网络状三维整体多向连锁编织结构的复合材料车厢底板，其特征在于：不同纱线系统之间具有不同的纱线交织规律。编织纱线系统和轴纱系统由三维编织机机器底盘的携纱器所携带，按照四步法编织携纱器的运动规律进行交织，其中，编织纱线系统携纱器在面内沿“Z”字形轨迹运动，轴纱系统携纱器在面内沿水平方向作往返直线运动；横向填充纬纱系统沿面内横向行方向均匀的夹持在不同行编织纱线之间；纵向填充纬纱系统沿面内纵向列方向均匀的夹持在不同列编织纱线之间；+45度填充纬纱系统沿面内+45度方向均匀的夹持在不同+45度行编织纱线之间；-45度填充纬纱系统沿面内-45度方向均匀的夹持在不同-45度列编织纱线之间；横向交织纬纱系统按照设计规律，在面内沿横向行向与编织纱线连锁交织。纵向交织纬纱系统按照设计规律，在面内沿纵向列向与编织纱线连锁交织。所述的设计规律是指横向/纵向交织纬纱与编织纱线的交织规律按照制件所要求的不同织物组织结构进行设计。

3.根据权利要求1所述的网络状三维整体多向连锁编织结构的复合材料车厢底板，其特征在于：该复合材料车厢底板既具有三维编织结构，又具有三维机织结构。编织纱线系统和轴纱系统按照四步法三维编织运动规律交织，形成三维编织结构，而横向/纵向交织纬纱系统与编织纱线系统按照不同织物组织结构进行交织，形成三维机织结构。所述复合材料车厢底板的编织角范围为0°-50°之间；所述复合材料车厢底板的纤维体积含量比现有的编织结构复合材料显著增加，可以达到70%以上。

4.根据权利要求1所述的网络状三维整体多向连锁编织结构的复合材料车厢底板，其特征在于：轴向纱线系统的加入位置、轴纱系统与编织纱线系统的数量比例可以进行任意设置。同时，在一个编织循环中，分别加入了两组横向和两组纵向填充纬纱系统、分别加入了两组+45度和两组-45度填充纬纱系统以及分别加入了两组横向和两组纵向交织纬纱系统。所述的一个编织循环为权利要求书10所述的制备方法中，八组纱线系统完成十六步编织织造步骤，构成一个编织循环。

5.根据权利要求1所述的网络状三维整体多向连锁编织结构的复合材料车厢底板，其特征在于：横向/纵向交织纬纱与编织纱线系统交织的织物组织结构,可以是平纹、斜纹、缎纹、经平绒、纬平绒、变化组织等中的一种。由于横向/纵向交织纬纱与编织纱线系统交织的织物组织结构变化，将演变出不同种类的三维整体多向连锁编织结构，如三维整体多向斜交连锁贯穿编织结构，三维整体多向正交分层连锁编织结构，三维整体多向正交贯穿连锁编织结构，等。在一个编织循环中，横向交织纬纱与编织纱线交织的织物组织结构和纵向交织纬纱与编织纱线交织的织物组织结构可以相同，也可以不同。

6.根据权利要求1所述的网络状三维整体多向连锁编织结构的复合材料车厢底板，其特征在于：所述复合材料车厢底板结构中的纱线具有多种取向，纱线的形态也各不相同。编织纱线在空中沿对角线四个方向取向，分别分布于两组相交的平行平面内，编织纱线保持为直线形态。轴纱沿编织成型方向取向，横向填充纬纱沿面内横向行方向取向，纵向填充纬纱沿面内纵向列方向取向，+45度填充纬纱系统沿面内+45度行方向取向，-45度填充纬纱系统沿面内-45度列方向取向，并且该五组系统的纱线均保持为顺直形态；横向/纵向交织纬纱与编织纱线具有屈曲交织的特征，不同织物组织交织结构的横向/纵向交织纬纱在预型件中的屈曲形态不同；连锁编织方式决定了横向/纵向交织纬纱的取向。对于三维多向正交贯穿连锁编织结构，横向/纵向交织纬纱取向基本为沿面内横向行或面内纵向列方向；对于三维多向斜交连锁贯穿编织结构，横向/纵向交织纬纱的取向则与面内横向行或面内纵向列方向呈一定的角度。