强负压高速转杯内长丝与短纤维束复合机理与成纱稳定性研究

基本信息
批准号:51403085
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:杨瑞华
学科分类:
依托单位:江南大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:练军,陈晴,张洪,厉征鑫,李惠,陈巧兰
关键词:
稳定性成纱机理长丝/短纤维复合纱
结项摘要

Rotor-spun composite yarn spinning process has advantages of high production efficiency and low cost etc. By the novel composite yarn spinning process, filament and staple fibers are combined together in a strong negative pressure zone formed by a high-speed rotor(60-120 thousand r/min),yielded similar to a tornado eye. It is an urgent challenge to improve the uniformity of the composite yarn structure. The key issue of the problem is to control the stability of the composite yarn spinning process..The project will reveal the unstability and controlling mechanism of nonlinear vibration during the composite spinning process by investigating the combining process of filament and staple fibers in the high-speed rotor. This project will focus on (1) the establishment of a model of the convergent point in three-dimensional space and the calculation of the coordinates of the convergent point. (2) the establishment of the nonlinear dynamics model, and discussion of the strong nonlinear vibration and resonance during the compoisite yarn spinning process, pointing out the controlling mechanism of stability of the convergent point. (3) investigating the influence of major technical parameters on the nonlinear stability of the composite spinning process, exploring key methods to control and optimize the stability of the composite spinning process under typical conditions..The goal of this project is not only to show general parameters which control the structural uniformity and performance stability of rotor-spun composite yarn, but also to provide a theorical guidance to improve the quality of the composite yarn and to design novel rotor-spun composite yarn equipment i.e. the high-speed rotor.

以高速转杯(6-15万转/分)形成类似龙卷风风眼强负压区进行成纱的转杯纺长丝/短纤维复合纱纺制方法,具有生产效率高和成本低等优点,但纱线结构均匀性控制是生产中迫切需要解决的难题,其核心是如何有效实现对长丝和短纤维束复合成纱过程稳定性的控制。.本项目以长丝/短纤维复合成纱过程为研究对象,揭示强负压高速旋转空间内复合过程非线性振动的不稳定性及控制机理,内容包括:(1)建立复合点空间位置模型,确定其空间坐标;(2)建立非线性振动力学模型,讨论复合过程中的强非线性振动和共振特征,揭示复合点位置稳定性控制机理;(3)实验验证并完善模型,研究主要工艺参数对成纱过程非线性稳定性的影响规律;以典型的复合过程为例,探索并建立复合过程稳定性控制理论及工艺优化的关键方法。 .本研究期望揭示控制转杯纺复合成纱结构均匀和性能稳定的普遍性因素,为提高产品质量和设计新型高速转杯纺复合纱生产装置提供理论指导。

项目摘要

以高速转杯形成强负压区进行成纱的转杯纺长丝/短纤维复合纱纺制方法,具有生产效率高和成本低等优点,但纱线结构均匀性控制是生产中迫切需要解决的难题,其核心是如何有效实现对长丝和短纤维束复合成纱过程稳定性的控制。该项目对转杯纺复合纱成纱过程中长丝与短纤维束复合点的位置及其对成纱结构的影响进行了研究。系统分析了转杯纺长丝/短纤维束复合成纱过程,建立了复合转杯纺长丝与短纤维束复合点位置的准静态力学模型;建立成纱过程中长丝与短纤维束复合点位置振动规律的力学模型,模拟并分析了转杯与纤维输送通道内气压与气流速度特征;预测相应的复合纱结构,解释实际复合纱生产中频繁断头等疑难问题;以典型的复合过程为例,探索并建立复合过程稳定性控制理论及工艺优化的关键方法。本项目主要探究了控制转杯纺复合成纱结构均匀和性能稳定的普遍性因素,为提高产品质量和设计新型高速转杯纺复合纱生产装置提供一定的理论指导意义。项目执行期间共发表标注本项目基金号论文19篇,其中SCI论文7篇, EI/CSCD 8篇,CSCD1篇,中文核心3篇;2次受邀在美国纤维学会上做报告;申请中国专利5项,其中授权发明专利 2项;申请美国专利4项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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