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。     

凸、凹曲面回转体纤维缠绕角之计算

前言凸、凹曲面回转体纤维缠绕角计算皆由微分几何公式导得,如测地线缠绕角、测地线缠绕中心角计算等等。文中给出正双曲线型、圆弧型、椭圆型、直纹面型、锥-柱型、双锥型以及任意凸、凹曲线型母线迴转体之缠绕角公式。     

用缠绕法制造玻璃钢制品的设备与装置

一、概况 具有回转体形状的大型玻璃钢制品,可用缠绕法把玻璃纱、无捻粗纱、玻璃布带或玻璃布缠绕到一个相应形状的芯模上来制造。用这种成型方法制造各向异性玻璃钢     

第三节 纏绕

概况具有回转体形状的大型玻璃钢制品,可用缠绕法把玻璃纱无捻粗纱、玻璃布带或玻璃布缠绕到一个相应形状的芯模上来制造。用这种成型方法制造各向異性玻璃钢材料是把增强材料配置     

50升碳纤维全缠绕增强铝内衬储氢复合气瓶

一种50升碳纤维全缠绕增强铝内衬储氢复合气瓶，以简体及对称于简体的两个含有内螺纹瓶口的椭圆曲面端部光滑无缝连接而成的铝内衬为芯模，铝内衬表面上按优化设计的铺层次序缠绕碳纤维层，其外表面上缠绕玻璃纤维抗冲击保护层，并在制造过程中采用“自紧”技术进行处理，其中铝内衬简体部分上交替缠绕纵向螺旋缠绕纤维层和环向缠绕纤维层，纵向铺层次序与椭圆曲面端部纵向螺旋缠绕纤维层一致，并与椭圆曲面端部在简体的连接处的纵向螺旋缠绕角连续，两个椭圆曲面端部的碳纤维层为变角度纵向螺旋缠绕纤维层。本发明可使氢燃料电动车在单次加满氢燃料的情况下的行驶里程接近或达到燃油汽车行驶里程，具有实际使用价值，具有持久的良好气密性能和安全性能。     

6．8L铝内衬碳纤维全缠绕复合气瓶

一种6．8L铝内衬碳纤维全缠绕复合气瓶，以椭圆曲面尾端、简体部分、椭圆曲面颈部和含有内螺纹瓶口光滑无缝连接而成的铝内衬为芯模、铝内衬表面上按优化设计的铺层次序缠绕碳纤维层，其外表面上缠绕玻璃纤维抗冲击保护层，并在制造过程中经”自紧”技术进行处理，其     

缠绕制品的张力设计

文献[1]利用各向异性线弹性理论推导了“在要拆除的弹性芯模上的最佳张力制度”。本文在此基础上给出了:1。“在不拆除的弹性芯模上的最佳张力制度”;2.“在要拆除的刚性芯模上的最佳张力制度”;3.“在不拆除的刚性芯模上的最佳张力制度”;4.“处于内压工作状态时的最佳张力制度”的计算公式(推导从略),并和文献[1]的结果汇编在一起,供发动机壳体、内压容器、管道等纤维缠绕制品的缠绕成型张力制度的设计计算时参考。     

50升碳纤维全缠绕增强铝内衬储氢复合气瓶

一种50升碳纤维全缠绕增强铝内衬储氢复合气瓶，以筒体及对称于筒体的两个含有内螺纹瓶口的椭圆曲面端部光滑无缝连接而成的铝内衬为芯模，铝内衬表面上按优化设计的铺层次序缠绕碳纤维层，其外表面上缠绕玻璃纤维抗冲击保护层，并在制造过程中采用“自紧”技术进行处理，     

基于非测地线理论五坐标缠绕的实验研究

本文分析了4坐标缠绕对纤维缠绕构件机械性能和质量的影响,提出摆角坐标B轴的意义,并针对椭球压力容器这种典型的回转体芯模,研究了具体的各坐标机器路径。为了解决4坐标纤维缠绕过程中纤维在封头处的扭曲、堆积现象,进行了5坐标纤维缠绕实验研究。通过4坐标和5坐标的一个标准缠绕线型,分析和对比纱线的变化情况。实验表明,5坐标缠绕较好地解决了封头处纤维堆积问题。     

纤维缠绕复合材料制品收缩变形原因的探讨

本文从纤维缠绕张力、树脂收缩、热应力、芯模等方面探讨了对纤维缠绕复合材料制品收缩变形的影响。     

大型缠绕芯模的设计

本文介绍了大型缠绕制品芯模的材料结构和特性,及其对缠绕制品性能的影响;主要对大型缠绕制品所用芯模的受力进行了分析,对芯模的强度、刚度等作了计算。     

定长圆管的非测地线缠绕计算

1.概述 缠绕法制造复合材料圆管有连续缠绕和定长缠绕两种工艺方法。连续缠绕法是由与芯轴成β_1、β_2角单走向的两束浸胶纤维缠绕、快速固化而成。定长缠绕法是往返式的螺旋缠绕层和环向缠绕层的组合,这种管子其力学性能是轴对称的,在内压作用下不会产生“扭曲”或“弯曲”变形,能延缓树脂基体及其界面的开裂,具有比连续缠绕的管子更好的抗渗漏能力。 定长管的缠绕在工艺上、设备设计上有所谓两端回程时的滑线问题。要使纱线缠绕到两端不滑线,就要借助于芯模表面或缠绕层表面的摩擦力及合理的丝嘴回程运动控制。首先要     

第十讲 玻璃钢/复合材料的纤维缠绕技术(续)

六、缠绕机 纤维缠绕技术的主要成型设备是缠绕机。缠绕机能把各种纤维按照设计要求准确地排列在芯模上直到所需层数,成型所希望的制品。缠绕机必须依照缠绕线型的规律进行设计。由于纱带路线是芯模转动与绕丝头往复运动的合成运动的轨迹,所以缠绕机大都是由芯模机构和绕丝头机构两大部分组成。绕丝头机构通常又称为小车。最常见的最基本的一种螺旋缠绕     

纤维缠绕机运动方程与控制凸轮设计研究

一、概述 在纤维缠绕中要实现稳定缠绕,就必须保证缠绕纤维沿着曲面上两点之间的最短距离——“短程线”又名“测地线”进行铺线。曲面上测地线的方向方程和轨迹方程在微分几何中已经推导出来了,在工程中如何去设计缠绕机的运动以实现测地线缠绕,成为产品设计、设备设计和工艺人员所共同关心的问题。75年从西德引进的WE-250脉冲数宇控制液压伺服纤维缠绕机的所有资料是按芯模上的放线进行实测仿型描绘制作控制小车和伸臂运动的“控制凸轮”,没有谈到能否设计计算或如何     

纤维缠绕超越长度的计算

纤维缠绕过程中,绕丝嘴在芯模轴线方向超越纤维与芯模表面相切处的距离,称为超越长度。由于绕丝嘴到芯模表面有一定距离,绕丝嘴出丝有一定宽度,并且带动绕丝嘴运动的小车拨杆有一定偏摆幅度,因此,超越长度是不可避免的。超越长度计算的准确与否直接影响到缠绕角     

纤维缠绕工艺中的展纱技术及搭接缠绕

一、纱片展开状态对纤维 缠绕制品的影响 纱片展开状态对纤维缠绕制品有很大影响。多年来的纤维缠绕实践证明,纱片展开的好坏,对纤维缠绕制品不仅影响外观,而且影响产品质量。 纱片的展开状态好,即展开的纱片中纤维呈平面均匀排布,既不重叠也不离缝。在这种状态下,封头的纤维堆积小,缠绕的纱片排列均匀,很少有架空现象,缠绕制品中的纤维内应力也比较均匀,其外观状态也较好,可获得较好质量的产品。     

基于响应曲面法的热芯缠绕芯模结构优化

热芯缠绕工艺是实现复合材料壳体高效缠绕的新工艺,内加热芯模温度均匀性是保证制品成型质量的关键。以该工艺中的缠绕芯模为研究对象,选择小孔位置为优化变量,利用Box-Behnken试验设计方法设计一个三因素三水平的试验方案,对每个方案进行Fluent数值模拟,在芯模上标定温度跟踪点,计算芯模外表面温度跟踪点的均方差作为试验响应值。将得到的响应值利用最小二乘法拟合二阶响应曲面方程,利用统计分析软件Minitab分析得到最优位置组合。最后依据最优方案再次建模进行Fluent仿真验证。结果表明,模拟值与模型预测值吻合良好,芯模外表面温度均方差仅为1.96K,温度均匀性良好。     

多工位数控纤维缠绕机的研究与设计

通过对已知的纤维缠绕机进行研究,并对其工作原理和结构特性进行分析,发现在当前的系统之中,存在纤维制品生产过程不连续、效率低下等问题,然后改进了纤维缠绕机,并制定出改进后的工作流程,设计出多工位纤维缠绕机成型结构,采用Solidworks完成了三维建模,并将处理完毕后的三维模型导入Workbench中进行仿真分析。在原有纤维缠绕机的基础上进行优化,采用了龙门式布局结构、机械手装卸芯模方案、床头箱动力分离输出装置、两列芯模交替协同作业等技术措施,既保证了结构的整体性,节省了人工成本,又提高了纤维缠绕机的自动化水平,使缠绕小车在机械手的协助下能够最大限度地实现连续缠绕生产,大大提高了制品的生产效率。同时对横梁进行响应曲面的优化设计以减少横梁的重量,节省了成本,并对纤维缠绕机的横梁进行静力学分析,判断设计是否合理。     

一种纤维增强热固性塑料波纹管生产设备及生产工艺

正本发明提供一种纤维增强热固性塑料波纹管生产设备及生产工艺,属于管体制造领域。本发明将芯模外壁设计为与波纹管内壁相适配的、由胶绳缠绕而成的波形曲面,波形曲面的波峰沿轴向呈螺旋状扩展,行走小车沿芯膜轴向往复运动,并在其上设     

干纤维增强橡胶膨胀节缠绕线型设计及仿真

橡胶膨胀节作为一种能自由伸缩的弹性补偿元件,相比较于目前国内使用的金属膨胀节具有良好的耐腐蚀性能、较高的冲击强度和优异的减振降噪特性等优点,主要应用于大型管道输送。传统的橡胶膨胀节采用橡胶帘子布手动或半自动缠绕/铺放成型,效率低且在受压时纤维无法优化方向,起不到很好的承压作用。采用干纤维增强橡胶膨胀节可充分发挥纤维作用,而且能实现自动化缠绕成型,提高效率、质量、产品一致性。本文分析干纤维缠绕成型原理,结合网格理论和薄膜理论计算等张力模型方程,根据方程建立回转体单波纹等张力膨胀节模型,并采用数值模拟技术确定回转体表面纤维缠绕的测地线路径,最后根据设计的缠绕线型进行仿真验证。