CN204644591U - 一种混编单轴向编织布 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种混编单轴向编织布，包括0°经纱、90°纬纱和将0°经纱及90°纬纱相互固定的捆绑纱；所述0°经纱包括第一束0°经纱、第二束0°经纱和第N束0°经纱，N为自然数，N≥2；所述第一束0°经纱、第二束0°经纱和第N束0°经纱为不同类型的纤维束。本实用新型改变以往只采用单一的玻璃纤维编织成形织物的结构，转而采用经编捆绑方式将成比例均匀排列的不同的纤维束编织形成低成本高韧性的复合结构，这样编织布的性能就综合了几种纤维束的性能，使得织物在同样厚度的情况下层数减少，更具有耐老化，耐疲劳等特性，同样能够在减轻重量的同时达到更好的设计模量要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及复合材料编织领域，特别涉及一种混编单轴向编织布。
背景技术
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。风能蕴量巨大，全球的风能约为2.74×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，但随着城市的扩张，风力资源也在逐渐减少。
风力发电的风机叶片随着兆瓦数的增大以及风力资源的减少越来越大，叶片的重量成为了一个关键问题，如何降低重量的同时又保证强度能达标成了一个当务之急。叶片的重心是大梁，如果能减轻大梁的重量，那对整体的功能有着长足的改变。故而大梁的选材成为了一个相对比较快捷的解决之法，目前普通的玻纤布是叶片大梁原始的选材，但玻纤布成品的各项性能受制于玻璃纤维的性能，模量偏小，容易折断，因此不能满足日益提高的轻薄、高抗风的要求。
叶片是风力发电机组的关键核心部件之一，约占总成本的20％，它所采用的材料和设计决定叶片的性能和效率。近年来，无论海上风电还是内陆风电，叶片的制造对材料的轻量化、低成本均提出了更高的要求，传统的纯玻璃纤维经编增强材料无法满足低成本和轻量化的要求，纯碳纤维经编增强材料虽然可以实现叶片的轻量化制造，但昂贵的成本让叶片制造商难以接受。
对此，根据碳纤维、玻璃纤维两种材料的特性，将两种材料进行复合编织，根据碳纤维的含量来调整混编织物的模量，既能减轻叶片重，提高叶片刚度和强度，又能兼顾叶片价格，实现低成本制造。满足了不同的叶片设计要求，从而大大降低了叶片的生产成本，实验证明，长度大于40m的风力发电机叶片采用高性能碳纤维混编混铺织物可减重20％-30％。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种即轻薄，又有高强度，抗风性能好的混编单轴向编织布。
实现本实用新型目的的技术方案是一种混编单轴向编织布，包括多束编织在一起的0°经纱、90°纬纱和将0°经纱及90°纬纱相互固定的捆绑纱；所述0°经纱包括第一束0°经纱、第二束0°经纱和第N束0°经纱，N为自然数，N≥2；所述第一束0°经纱、第二束0°经纱和第N束0°经纱为不同类型的纤维束；所述第一束0°经纱、第二束0°经纱和第N束0°经纱叠铺排列或者混编在一起。
优选的，所述0°经纱包括第一束0°经纱和第二束0°经纱；所述第一束0°经纱为玻璃纤维束；所述第二束0°经纱为碳纤维束。
所述第一束0°经纱和第二束0°经纱均匀排列，二者密度比为8:3。
所述第一束0°经纱的克重与厚度比例为：1000g：0.9mm；所述第二束0°经纱的克重与厚度比例为：1000g：1.2mm。
经纱的选材范围还可以是：所述第一束0°经纱、第二束0°经纱和第N束0°经纱选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维或者玄武岩纤维。
在上述混编单轴向编织布中，所述捆绑纱与0°经纱和90°纬纱均有夹角。
采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：(1)本实用新型改变以往只采用单一的玻璃纤维编织成形织物的结构，转而采用经编捆绑方式将成比例均匀排列的不同的纤维束编织形成低成本高韧性的复合结构，这样编织布的性能就综合了几种纤维束的性能，使得织物在同样厚度的情况下层数减少，更具有耐老化，耐疲劳等特性，同样能够在减轻重量的同时达到更好的设计模量要求。
(2)本实用新型的最优选择是采用玻璃纤维和碳纤维混合编织，玻璃纤维价格便宜，碳纤维性能但价格高，因此采用混编相比于传统的纯玻璃纤维编织，既能保证整体的强度及模量，同时价格增长也可控。
(3)本实用新型的经纱不限于两种纤维混编，也可以是两种以上的纤维进行混编，这样更能取长补短。
(4)本实用新型的捆绑纱的捆绑方式也有多种，只要与0°经纱和90°纬纱均有夹角就能很好的相对固定0°经纱和90°纬纱。
(5)本实用新型的混编布不仅可以用于风力发电中的风机风叶，还可以用于汽车配件、其他复合材料制件，用途广泛。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1为本实用新型的正面结构示意图。
图2为本实用新型的背面结构示意图。
附图中的标号为：
0°经纱1、第一束0°经纱11、第二束0°经纱12、90°纬纱2、捆绑纱3。
具体实施方式
(实施例1)
见图1和图2，本实施例的一种混编单轴向编织布，包括多束编织在一起的0°经纱1、90°纬纱2和将0°经纱1及90°纬纱2相互固定的捆绑纱3；0°经纱1包括第一束0°经纱11和第二束0°经纱12；第一束0°经纱11为玻璃纤维束；第二束0°经纱12为碳纤维束。第一束0°经纱11、第二束0°经纱12和第N束0°经纱1N为不同类型的纤维束。第一束0°经纱11和第二束0°经纱12均匀排列，二者密度比为8:3。第一束0°经纱11的克重与厚度比例为：1000g：0.9mm；第二束0°经纱12的克重与厚度比例为：1000g：1.2mm。捆绑纱3与0°经纱1和90°纬纱2均有夹角。
0°经纱1可以选择不同的纤维束，不同的纤维束的性能不一样，如下表一所示：
表一 几种增强材料的性能
纯玻璃纤维的单轴向编织布，即两根0°经纱都是玻璃纤维束的性能如下：
本实施例的玻璃纤维和碳纤维混编的编织布的性能如下：
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种混编单轴向编织布，其特征在于：包括多束编织在一起的0°经纱(1)、90°纬纱(2)和将0°经纱(1)及90°纬纱(2)相互固定的捆绑纱(3)；所述0°经纱(1)包括第一束0°经纱(11)、第二束0°经纱(12)和第N束0°经纱(1N)，N为自然数，N≥2；所述第一束0°经纱(11)、第二束0°经纱(12)和第N束0°经纱(1N)为不同类型的纤维束；所述第一束0°经纱(11)、第二束0°经纱(12)和第N束0°经纱(1N)叠铺排列或者混编在一起。
2.根据权利要求1所述的一种混编单轴向编织布，其特征在于：所述0°经纱(1)包括第一束0°经纱(11)和第二束0°经纱(12)；所述第一束0°经纱(11)为玻璃纤维束；所述第二束0°经纱(12)为碳纤维束。
3.根据权利要求2所述的一种混编单轴向编织布，其特征在于：所述第一束0°经纱(11)和第二束0°经纱(12)均匀排列，二者密度比为8:3。
4.根据权利要求3所述的一种混编单轴向编织布，其特征在于：所述第一束0°经纱(11)的克重与厚度比例为：1000g：0.9mm；所述第二束0°经纱(12)的克重与厚度比例为：1000g：1.2mm。
5.根据权利要求1所述的一种混编单轴向编织布，其特征在于：所述第一束0°经纱(11)、第二束0°经纱(12)和第N束0°经纱(1N)选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维或者玄武岩纤维。
6.根据权利要求1至5之一所述的一种混编单轴向编织布，其特征在于：所述捆绑纱(3)与0°经纱(1)和90°纬纱(2)均有夹角。
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2015
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