三维机织整体中空复合材料是一种较先进的、新型的复合材料,这种复合材料不仅在厚度方向上引入了增强纤维,而且还在宽度方向上也引入了增强纤维,使得纺织复合材料克服了层合板复合材料易分层的缺点,并且有效地提高了材料的整体力学性能,同时纺织结构复合材料就具有了很好的综合性能,如抗撕裂、抗侵彻、及高吸能等等,广泛应用于土木工程、航天航空、船舶制造等行业。三维间隔机织物织机的设计采用虚拟样机技术比传统的织机研制具有设计效率高、周期短、费用低、很多优势。在三维设计软件UG中建立三维织机的参数化模型,在参数优化的基础上,对织机整机及其各机构进行实体建模与装配;然后在ANSYS Workbench软件中完成相关零部件的有限元分析;最后在ADAMS软件中对织机虚拟样机进行仿真分析与研究。通过这些软件之间的无缝接口进行数据转换、协同设计﹑仿真分析﹑参数化改进﹑优化设计及运动控制等,可使织机的工作性能达到优良。本文首先在机械系统动力学仿真软件ADAMS中建立了三维间隔织机中机构的参数化功能模型,通过对各机构的仿真分析,实现了各机构的最优设计。运用三维设计软件UG,对三维间隔织机整机及其各机构进行实体建模与装配。然后又在ADAMS软件中对三维间隔织机虚拟样机进行仿真分析与研究,并在ANSYS Workbench中完成了相关零部件的有限元分析。本课题以三维间隔织机为研究对象,主要从以下几方面进行了深入研究:一、三维织物的结构设计及其编织原理。三维机织物的种类很多,如正交织物、多层织物、间隔织物、多轴织物、双向交织的厚重织物、角联锁织物等。不同机织物其织造原理略有不同,本文第二章将会讨论。二、综丝采用新型液晶聚合物(LCP)材料设计,设计出了综框的新型结构。液晶聚合物(LCP)材料具有高模量、高强度、尺寸稳定性、耐高温、绝缘性、阻燃性、线性膨胀率低、耐辐射、耐化学药品腐蚀等优异性能,具有广阔的运用前景。本设计所选用的综框材料为铝合金,综框幅宽为300cm,为了使结构更加稳固,提高综框的抗疲劳程度,采用中间支撑的方式。三、设计了三维间隔织机的开口机构。提出了三种三维织机的开口机构,并介绍了其所适宜织造的三维机织物的结构形式,重点对单向开口机构进行仿真分析。四、引纬机构仿真分析。本文设计出了伸缩剑杆引纬机构,并且基于ADAMS和ANSYS的多剑杆单独控制的伸缩剑杆引纬机构的优化设计与仿真分析。五、三维间隔织机机架的模态分析。为了改进三维织机机架的动态特性,基于ANSYS Workbench平台建立三维织机机架的参数化模型,并进行模态分析,获得了固有频率和模态振型,确定了机架上主要部件的最佳安装位置。本课题利用虚拟样机技术完成了三维间隔机织物与织机的设计,为间隔织机的设计提供了理论依据,其中有些机构还可以运用于二维织机上。