复合材料缠绕制品热固化工装的设计与研究

发布时间：2020-02-18 03:00

【摘要】：随着科学技术的不断发展,复合材料缠绕制品以其优异的性能,越来越广泛的应用到各个领域。在复合材料缠绕成型工艺中,经研究发现,加热固化比常温固化的制品强度至少可以提高20%~25%,并且加热固化可以使固化反应比较完全,大大提高了化学反应速率,减少固化所需要的时间,缩短了整个生产周期。因此,对复合材料缠绕制品热固化工装的设计和研究,具有一定的理论意义和实践应用价值。从现有的复合材料缠绕制品工装存在的不足出发,对复合材料缠绕制品热固化工装进行了设计,本论文主要完成以下几个方面的研究:(1)对复合材料缠绕制品热固化工装进行设计,根据其工装的基本要求,设计一套工件轴距可调、各工件各自围绕自己的轴心自转且单一动力的复合材料缠绕制品热固化工装。以solidworks为设计平台,对此工装进行三维实体模型的建立。(2)当进行轴距调整时,对平面螺纹螺旋副进行了受力分析,求出旋转所需要的力。同时,在对张紧机构的运动轨迹分析中,分别对单个张紧轮和两个张紧轮的运动模型做了简化,建立了张紧弹簧机构带动链条径向移动的距离b与伸缩臂移动距离a的一种函数关系,借助matlab绘制张紧机构的运动轨迹曲线图,对运动轨迹进行了对比分析,得出两个张紧轮移动的距离可以比单个张紧轮移动的距离缩短100mm,有利于弹簧的选择,并且可以有足够的空间来布置张紧机构。(3)利用有限元分析软件ANSYS Workbench对复合材料缠绕制品工装的关键零部件进行有限元分析,静力学的结果表明结构的应力和应变都在许用范围之内。(4)对复合材料缠绕制品热固化工装的电气控制系统进行设计,包括核心控制元器件的选择、控制电路图的绘制、Modbus-ASCII通讯协议的介绍和控制核心各个功能程序块的编写。主要实现了基于RS-485的PLC与VFD-B系列的变频器通讯控制,并且采用触摸屏进行人机界面的交互,实现了对旋转速度的数控化。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TB33

【参考文献】

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本文编号：2580588