纤维缠绕复合材料方管设计研究

作为典型非轴对称回转体构件,复合材料方管在缠绕过程中要求满足稳定缠绕和均匀布满两个工艺条件。基于解析几何,分析方管缠绕丝嘴与芯模的空间关系,推导丝嘴运动轨迹方程,提出基于不滑线理论的方管小角度测地线缠绕设计方法;建立方管测地线周期缠绕理论,分析从不同起始点缠绕的实际误差;设计方管缠绕线型,并应用于实际缠绕,得到其小角度缠绕的一般绕线方程。结果表明,本文提出的方管小角度测地线缠绕理论正确,线型设计方法可靠,得到的丝嘴运动方程合理、精确,能很好地满足复合材料方管缠绕的基本原理和工艺要求。     

缠绕角对碳纤维增强复合材料输电杆塔力学性能的影响

通过材料的选择和纤维的缠绕方式提高了复合材料输电杆塔的力学性能,利用有限元分析法对玻璃纤维增强树脂基复合材料（GFRP）杆塔、碳纤维增强GFRP杆塔在标准检验荷载下的受力和变形情况进行对比分析。结果表明,碳纤维的加入可以有效提高复合材料杆塔的刚度,杆塔最大位移相对减小20 %;在此基础上,设计了纱丝螺旋缠绕结合单向布纵向缠绕的线型缠绕方式,计算不同缠绕角度复合材料杆体的等效模量,分析纤维取向对碳纤维增强GFRP输电杆塔力学性能的影响,确定最优纤维缠绕设计角度为纵向缠绕角20 °,螺旋缠绕角50 °~55（°）。     

筒体结构复合材料缠绕成型线型设计

复合材料具有多种多样的成型工艺，但湿法缠绕成型工艺具有效率高、可设计性强等优点，其应用越来越广泛。本文研究了3种缠绕线型并对其设计，同时以筒状结构为原型进行有限元仿真，对比了不同缠绕线型铺层的复合材料筒体的力学性能，结果表明混合缠绕线型铺层的筒体能更好地发挥材料的性能。本文的研究可以为复合材料筒体结构件及相关工作的研究者提供一些思路和参考价值，也为后续的科研生产打下基础。     

三通管的网格缠绕

本文首先根据缠绕三通管过渡区域的需要对三通管进行建模,然后针对过渡区域的具体情况进行缠绕线型规划,将三通管过渡部分分为三个缠绕区分别设计缠绕线型,并安排线型的缠绕顺序以保证缠绕过程的顺利进行,最后针对网格化后的三通管利用网格缠绕理论查找纤维轨迹落纱点,经后置处理后生成机床缠绕代码进行三通管缠绕成型实验。     

纤维缠绕复合材料弯管的线型研究

基于测地线建立了复合材料弯管的数学模型,在弯管段两端由圆柱段过渡连接,对其缠绕成型过程进行了研究,采用测地线进行弯管圆环段的缠绕,对于过渡连接的两段圆柱段采用非测地线进行缠绕,对复合材料弯管的纤维稳定缠绕条件进行推导,给出其缠绕线型方程和最小的稳定缠绕角。分析了不同的中心线曲率半径与弯管半径比对缠绕角的影响,并应用MATLAB编程对设计的理论线型进行验证性仿真,证明缠绕线型的可缠绕性以及满足纤维缠绕的基本要求。     

多向纤维缠绕机缠绕线型及其控制系统的设计

首先对多向纤维缠绕机的结构特性及工作原理进行了概述,然后分别对轴向缠绕、环向缠绕、螺旋向缠绕等的缠绕线型规律进行了分析与计算,并以实现多向纤维缠绕线型为目的,对其相应的控制系统进行了设计。这些为多向纤维缠绕复合材料制品的制造工艺提供了理论上的指导。     

复合材料球形气瓶非测地线缠绕线型设计和强度分析

碳纤维复合材料球形气瓶因其较高的比强度、比刚度和抗疲劳性,被广泛应用于航空航天及民用工业领域。基于微分几何理论,推导出满足球形气瓶缠绕基本原理的落纱点轨迹方程,给出缠绕线型轨迹和缠绕角应该满足的稳定缠绕条件,并对缠绕轨迹进行仿真。考虑球壳的变曲率特点,针对球形气瓶缠绕层进行变厚度、变角度的精细化有限元建模,对工作压力下的气瓶内衬和缠绕层各向应力分布进行数值模拟和分析,并预测了气瓶的爆破压强。结果表明,优化设计得到的缠绕线型参数既能满足缠绕工艺的基本要求,又有效提高了球形气瓶的结构力学性能。研究成果对复合材料球形压力容器的设计制造具有重要的意义。     

纤维缠绕环形压力容器复合材料结构设计

本文在环形容器复合材料缠绕原理的基础上,从环形容器工作下的受力状态分析入手,推导出环形容器的受力方程;根据环形容器双螺旋缠绕测地线方程,结合相关工艺参数,进行复合材料结构铺层设计,确定出优化缠绕线型的切点数。根据该理论,通过编写VB程序,实现纤维缠绕环形容器复合材料纤维层的计算机参数化设计。     

碳纤维复合材料迫击炮身管结构设计与缠绕工艺研究

纤维增强复合材料具有比刚度高、比强度大的轻量化优势,以及可设计性强、耐腐蚀性优、抗疲劳性好等显著特点,可作为武器装备轻量化设计的绝佳选材。在对迫击炮身管进行受力分析的基础上,提出了采用金属内衬外加碳纤维复合材料增强层的迫击炮复合身管双层结构,介绍了用于迫击炮复合身管加工的缠绕设备和缠绕工艺,基于实验结果,综合分析了碳纤维材料的选择、铺层顺序、纤维缠绕张力等工艺对迫击炮复合身管承压性能的影响,可为火炮复合材料身管以及复合材料承载圆筒的结构设计与加工提供参考。     

第三届玻璃钢年会学术报告和资料题录

1.数理统计方法在玻璃钢模压制品生产中 的应用2.复合材料界面研究3.复合材料界面及研究方法4.玻璃钢界面5.封头测地线缠绕时丝咀和纤维的运动方 程6.非线性缠绕的运动分析7.玻璃钢内压容器金属接咀的强度设计8。纤维缠绕玻璃钢圆锥体的等角等厚计算9.轨道式缠绕机实现螺旋缠绕的线型分析 和计算10.纤维复合材料弹性常数和强度计算11。玻璃钢地面雷达罩电气设计12.四种胶粘剂的实验报告13。低性能增强材料探讨14.新型片状模塑料15。国外SMC新发展16.国外合成材料新品种17.自熄性环氧树脂应用小结18。耐热树脂—氨基环氧19.酚醛一环氧乙烯…     

基于参数化设计的纤维缠绕方法及应用

为了使回转体制品的纤维缠绕线型设计更加简便,提出一种基于参数化设计的纤维缠绕方法,对圆管、容器等回转体制品的线型工艺进行参数化设计。该方法以缠绕理论为核心,将芯模的几何尺寸与缠绕工艺参数进行参数化处理并在设计线型的过程中根据纤维均匀布满的条件对缠绕角进行修正,根据修正后的缠绕角对线型进行设计即输入芯模的几何参数与缠绕工艺参数便可对芯模的缠绕轨迹进行计算。利用VS2010开发环境对该方法进行缠绕软件的实现,经过机器人对软件输出的缠绕代码进行缠绕实验,验证了回转体芯模参数化设计方法的可行性、便捷性及实用性。     

纤维缠绕复合材料管件的缠绕图型及纤维波动程度

本文介绍纤维缠绕复合材料管件的图型形成过程,并研究了影响图型的参数及纤维波动程度的计算.研究表明,缠绕图型主要取决于上一循环和下一循环在芯模周向上相隔的等分角数Sp及纤维铺设到紧邻第一次循环铺设的纤维时所完成的循环数Nc.Nc及缠绕角的变化都会影响到纤维波动程度.     

FRP／塑料复合管道缠绕工艺控制

本文主要介绍了ＦＲＰ／塑料复合管道工艺技术要求、界面层处理技术、纤维缠绕成型工艺及质量控制。     

固体发动机纤维缠绕壳体的成型工艺设计及试验

采用网格理论对缠绕壳体进行了工艺参数的设计计算,计算出缠绕工艺参数,结合微机控制缠绕软件编制程序,提出了强度设计、线型控制、变形校核三位一体的设计思想,确定了缠绕工艺设计的内容、计算方法及所需和所应产生的参数结构,对包络线轨迹进行平滑处理,控制缠绕线型,用实验进行壳体筒身段的强度设计和变形(强度)校核,结果表明理论分析与实验结果能够较好地相互吻合,壳体的爆破压强误差较小,其值小于5%.     

缠绕线型及传动系统的计算机辅助设计

本文采用VisualC 6.0作为程序开发语言，开发出机械式控制纤维缠绕机线型及传动系统计算机辅助设计软件，通过给定缠绕制品的基本参数即可快速计算出纤维缠绕线型的基本规律及传动系统的实际传动比，固定传动比，挂轮传动比，主轴的转速以及环链的长度，链节数，链轮的节圆直径及链轮的排布方式等传动系统的设计，为工程技术人员对纤维缠绕机缠绕线型及传动系统的设计提供了简捷，快速，精确的设计途径。     

复合材料纤维缠绕成型CAD/CAM相关技术研究

纤维缠绕成型是制造高强度复合材料制品的一种重要的工艺方法，将CAD／CAM方法应用其中可以大大提高生产效率，降低设计成本。本文提出了纤维缠绕CAD／CAM系统的总体方案，并对其中缠绕数学模型、线型优化、丝嘴轨迹生成等量要组成部分进行了分析与研究，为CAD／CAM系统的开发奠定了理论基础。     

纤维缠绕成型的CAD/CAM技术研究

纤维缠绕成型是制造高强度复合材料制品的一种重要的成型工艺方法，在国防和航天工业中占有重要地位，将CAD／CAM技术应用与缠绕中可以大大提高生产效率和产品质量、降低设计成本、缩短设计周期。简要概述了纤维缠绕成型CAD／CAM系统的总体方案、关键技术、优化设计，并介绍了国内外的研究进展。     

超细多孔55.5 dtex/144 f预取向丝成型工艺的研究

通过理论计算和试验,探索了55.5 dtex/144 f涤纶预取向丝(POY)的卷装成型工艺,为设计其他超细旦多孔品种的成型工艺提供借鉴.设计55.5 dtex/144f的POY的成型工艺首先要计算其极限卷装密度和丝饼直径,实际生产中都应小于理论值.卷绕张力、锭重、卷绕角、接触压力、卷绕模式对丝饼成型有重要影响.统计分...     

基于Creo和ADAMS的纤维缠绕机挂纱机构设计与仿真

通过对纤维缠绕机的结构特性和工作原理的概述,发现目前国内纤维缠绕机存在的问题和不足,然后根据实际生产需要在建模软件Creo中对气瓶纤维缠绕机自动挂纱机构进行设计与装配。利用MECH/PRO接口将挂纱机构模型导入ADAMS中,并对其进行了挂纱运动仿真,对几种常见型号的气瓶芯模进行模拟挂纱,获得了机构的运动特性。研究结果表明,所设计的纤维缠绕机自动挂纱机构满足多种尺寸的芯模挂纱设计要求,对解决目前国内纤维缠绕机存在自动化程度不高的问题有一定的指导意义。