复合材料锥壳固定角轨迹的铺放工艺性分析

为研究复合材料锥壳固定角自动铺丝轨迹的铺放工艺性,通过分析预浸纱变形的主要机制,提出以预浸纱的压缩应变作为铺放工艺性的评判标准,发现预浸纱压缩应变主要由轨迹的测地曲率决定,于是通过证明圆锥对数螺线与固定角轨迹的等价性,推导得到圆锥对数螺线的测地曲率计算公式。通过研究预浸纱压缩应变随圆锥截面直径的变化关系,发现圆锥固定角轨迹上预浸纱的压缩应变随着圆锥截面直径的减小而增大,同一截面处预浸纱的压缩应变随着铺放角的增大而增大,同一截面处预浸纱的压缩应变随着锥角的增大而增大。最后,以X850预浸纱进行铺放实验,验证了本文观点的正确性。     

纤维曲线铺放制备变刚度复合材料层合板的研究进展

纤维曲线铺放技术可以同时对刚度和强度进行剪裁优化设计,由此制得的变刚度复合材料层合板与传统的复合材料层合板相比,其重量和成本可以减少10%～30%,同时结构性能得到显著提高。本文先介绍了纤维曲线铺放技术及变刚度复合材料的概念,对比分析了纤维曲线铺放的两种方法,然后讨论了变刚度复合材料层合板设计制造的主要问题,重点论述了纤维曲线铺放变刚度层合板的应用研究,最后对纤维曲线铺放技术的应用前景进行了展望。     

复合材料自动铺丝轨迹规划

本文针对复合材料回转体类构件,提出了回转体构件自动铺丝轨迹规划算法。应用管道的数学模型,建立了基于三次样条插值的自动铺丝轨迹规划模型。首先探讨了通过三次样条插值对芯模中心线方程的求取,进而建立芯模参数曲面方程,最后提出适用于回转体类构件的铺丝路径生成算法。应用本文的研究成果,在MATLAB中完成实例验证。结论表明,该算法生成的铺丝轨迹能够满足实际铺丝的工艺要求和工程需要。     

纤维曲线铺放的变刚度复合材料层合板的屈曲

本文介绍了一种纤维曲线铺放的变刚度复合材料层合板的概念,利用这种新的铺放方法所引起的复合材料层合板面内应力的重新分布,提高了复合材料层合板的屈曲载荷.并且利用ABAQUsTM软件对这种纤维曲线铺放的复合材料层合板进行了建模计算,验证了其面内受力情况下,屈曲载荷显著提高,幅度达14%左右.     

自动化铺放材料的工艺性评价1-定性评价

本文为了研究T800级中模高强碳纤维预浸料在自动化铺贴设备上的应用,对其可铺附性、铺放效率以及力学性能等方面建立了定性的评价标准,并逐步过渡到可量化的评价标准,针对该种类的材料,从只关注了造成铺放效率降低的主要因素,如材料的毛丝、刚性及粘性,后逐步的将关注重点放在了材料的温度敏感性,并更加明确了材料粘性的需求,将材料的...     

工艺参数对平面曲线铺放过程丝束铺放效果的影响

分析了变曲率铺放过程中预浸丝束产生的缺陷及产生机制,并讨论了回转半径大小对于丝束缺陷剧烈程度产生的影响。利用最小回转半径反映丝束进行曲线铺放的效果;并且通过有效贴合长度比来表征丝束最小回转半径。利用该评价方法分别研究了各工艺参数对于铺放质量的影响,发现在本试验条件下随着铺放温度的增加丝束最小回转半径减小;随着铺放压力的增加,丝束最小回转半径先是减小,达到最小值后保持不变,继续增加铺放压力使得丝束最小回转半径增大;随着铺放速率的增加丝束最小回转半径增大。     

形状记忆合金混杂复合材料层合板变刚度调控机制

形状记忆合金混杂复合材料(SMAHC)是一种能够主动变化刚度的智能复合材料。为了研究形状记忆合金(SMA)对SMAHC层合板刚度调控的影响,对分布式、模块化地植入SMA的层合板进行三点压弯实验。以SMA数量、单层中SMA排布位置与SMA预应变作为3个独立变量进行正交实验设计,测试了不同试样在不同温度下的刚度值,以研究如何有效地实现刚度调控。采用等效热膨胀法建立SMAHC层合板的有限元模型与实验结果进行对比,总结了SMAHC层合板的变刚度调控机制。分析结果表明,SMA非对称排布的层合板比SMA对称排布的层合板平均刚度提升16.67%;植入8段SMA的层合板比植入4段SMA的层合板平均刚度提升15.26%;通过调整SMA的温度,可以精准地实现SMAHC层合板的刚度调控;模块化、分布式的植入方式能够改变SMAHC层合板整体的应力分布,提升层合板刚度调控精度、降低SMA纤维用量,而且能保证个别SMA失效后层合板整体仍然有一定的变刚度能力。     

变刚度复合材料层合板的纤维铺放路径设计及屈曲分析

与传统纤维直线铺放的复合材料层合板相比,变刚度层合板可以更好地实现材料的可设计性,并通过铺放路径的优化设计提高层合板的屈曲载荷。首先,对铺放角随坐标轴线性变化的铺放路径进行扩展,提出多种铺放角非线性变化的曲线线型,并以此作为基准轨迹重新设计了四种纤维变角度铺放方式。其次,利用ANSYS软件对上述五种不同铺放路径的变刚度层合板进行建模运算,在单轴和双轴载荷下,对其进行屈曲载荷计算分析并与定角度铺放的层合板对比。计算结果表明,铺放路径优化下的变刚度层合板与纤维直线铺放的层合板相比,其屈曲载荷得以显著提高。     

双曲率复合材料帽型加筋壁板自动化制造技术研究

具有大开口窗框、帽型长桁双扭曲爬坡结构特征的双曲率复合材料帽型加筋壁板是中后机身段曲率变化最大的部位。通过试验件制造开展了原材料智能仓储物流系统、自动铺丝和铺丝轨迹规划、自动铺带和热隔膜自动化成型帽型筋条、筋条定位、柔夹数控加工工艺性研究,文章验证了双曲率复合材料帽型加筋壁板的自动化制造技术的可行性。研究表明,双曲率复合材料帽型加筋壁板自动化制造技术能满足材料工艺要求和验收技术条件要求。     

复合材料自动铺丝技术研究进展

先进复合材料自动铺丝技术在航空航天领域获得了广泛的应用。本文从自动铺丝机发展历程、自动铺丝工艺技术研究进展、自动铺丝CAD/CAM系统发展以及自动铺丝技术在航空航天领域大型构件上的具体应用出发,综述了国内外自动铺丝技术的研究进展,最后提出了复合材料自动铺丝技术未来研究发展的方向。本文的研究对于复合材料自动铺丝技术的工程实践以及实现复合材料结构“低成本、高性能”制造具备一定的研究意义。     

自动纤维铺丝机的设计与实验研究

自动纤维铺丝是一种非常重要的复合材料自动化成型方法。提出了一种新型的纤维铺丝机的总体机构和控制系统方案,利用气缸为执行元件带动切刀和压辊,实现纤维的剪切和夹紧,构建以直线位移传感器为反馈元件的新型张力控制系统,同时设计一种基于主流的工控机(IPC)+运动控制器(UMAC)相结合的开放式控制系统方案,最后进行相关的铺丝实验。运行结果表明,各轴运动情况良好,控制系统整体运行稳定,各模块设计合理,达到了预期效果。     

复合材料开孔层合板的纤维铺放路径优化设计

本文以开孔平板的单向拉伸和销栓挤压为应用背景,提出了一种面向应用的复合材料构件CAE/CAM一体化纤维铺放路径优化设计方法。利用ANSYS有限元分析工具,根据复合材料构件的受力分析,按构件的主应力形式选用纤维类型、按主应力方向优化设计构件的纤维铺放路径,并按主应力大小设计纤维铺放密度,以充分发挥纤维复合材料性能,提高构件的强度和刚度。详细讨论了应用该方法所涉及的建模、网格划分、理论铺放路径生成和实际铺放路径修正等相关技术。     

自动铺丝技术及其在飞机复合材料构件制造中的应用

自动铺丝技术作为一种先进的自动化制造技术,以其更大的铺放灵活性和更低的废料率,应用范围日益广泛,也极大地拓宽了复合材料的应用范围。介绍了自动铺丝技术的材料、工艺、软件,以及在飞机复合材料结构件制造中的应用现状,预测了该技术的未来发展趋势。     

新型纤维铺放头的方案设计与实验研究

本文提出了一种新型的纤维铺放头总体机构和控制方案。该方案可实现纤维铺放时纤维纱的剪切、重送、夹紧、施压等功能。方案中利用气缸带动的铰链机构使得切刀或压头动作,实现纤维纱的剪切和夹紧;利用伺服电机驱动的摩擦轮和风力辅助的方法实现纤维纱的重送;利用气缸和压辊实现对纱带在模具表面的加压,通过调整气缸压力的大小来达到给定的压力。原理样机研制表明该装置夹紧、剪切动作迅速、可靠,重送位置准确,证明了该铺放头方案的可行性。     

关于复杂类回转构件铺丝成型对刀策略的研究

针对复杂类回转构件的复合材料铺丝成型技术领域中的对刀问题展开研究工作。对刀的策略和精度是判断构件制造精度和决定复合材料铺放成型质量的关键因素。借助设置在铺丝头压辊处的激光测距探头,通过对位于模具上不同位置对刀点或校验点的探测,进行模具制造精度校核和对刀精准性判断。基于模具回转和探测数据,提出了针对一次性低成本模具和高精度可复用模具对刀点的设置方法以及对刀策略,利用该对刀策略进行S形飞机进气道的铺丝成型实验进行验证,实验表明该对刀策略可有效解决复杂类回转构件复合材料铺丝成型的对刀问题。     

黄麻纤维增强了矣合物复合材料工艺与性能研究

本文研究了黄麻纤维的基本性能和黄麻有捻纤维束、黄麻布增强环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂复合材料的复合工艺和力学性能,并与玻璃纤维复合材料进行了比较,并初步探讨了麻纤维复合材料的应用。     

新型导线用碳纤维复合材料的拉挤成型工艺技术研究

对影响碳纤维复合芯导线拉挤成型工艺的树脂体系在模具内的非稳态温度场进行了深入研究,并分析了拉挤成型过程中容易出现的缺陷及原因。     

纤维增强材料风机叶片发展概述

本文简述了国内外风力发电以及纤维增强材料风机叶片技术的发展现状,对风机叶片技术在所选材料、结构及气动设计和成型工艺等方面的发展情况进行了概述,并对风机叶片日后的发展趋势进行了分析.     

基于OpenGL的纤维铺放可视化系统研究

自动铺放CAD/CAM软件技术是实现复合材料自动化制造的关键技术之一。针对复合材料纤维铺放工艺及其设备特点,提出了利用Open GL在VC6.0平台上开发纤维铺放可视化系统的设计方法。系统实现了芯模的导入与重构,在系统中建立相关联顶点、直线与三角面片之间的拓扑关系,为后续可视化显示提供数据支持。对铺放过程进行运动学分析,确定轨迹点坐标,进而进行纤维绘制。在此基础上,通过可视化系统对芯模表面采用固定角度算法进行铺放,从而验证所开发的可视化系统的有效性。