Simulation of the Drapability of Textile Semi-Finished Products with Gradient-Drapability Characteristics by Varying the Fabric Weave

The design of 3D component parts made of fiber-reinforced composites for load bearing applications demands a load oriented fiber alignement. During the draping of the textile an undefined displacement of fibers up to wrinkle formation occurs. One possibility to influence fiber orientation during draping is the utilisation of the characteristics of different fabric weaves. By combining different weaves in a textile reinforcing fabric adjusted to the component part, gradient-drapability can be developed. This means that local zones with a high structural stability and zones with high drapability can be created in a textile semi-finished product. The design of these zones is done by simulation to produce a fabric structure suitable for the component part. For that purpose, material models for draping simulation developed at the Institute of Textile Machinery and High Performance Material Technology (ITM) are being improved. The material behaviour of each type of fabric weave is analysed and transformed to the simulation model. With the simulations performed the influence of the combination of different weave types on the shear behaviour of fabrics can be demonstrated.

Projektowanie trójwymiarowych kompozytów wzmocnionych tkaninami wymaga takiego ułożenia tkanin aby siły działały zgodnie z kierunkiem nitek tkaniny. W trakcie układania tkanin trudno jest uniknąć jej pofałdowania. Jednym ze sposobów rozwiązania tego zagadnienia jest odpowiednie zaprojektowanie ułożenia tkanin o różnych splotach tkackich. Poprzez dobranie odpowiednich splotów w tkaninach wzmacniających kompozyt można rozwiązać zagadnienie gradientowej układalności. Oznacza to, że można utworzyć strefy o wysokiej stabilności strukturalnej oraz dobrej układalności w tkaninie wzmacniającej kompozyt. Zaprojektowanie tych stref uzyskuje się poprzez odpowiednią symulację stref przejściowych. Odpowiednia procedura postępowania została opracowana przez autorów i zaproponowana do stosowania.