空间构件FW/FP柔性制造技术的研究——计算机控制部分

发布时间：2021-10-24 15:17

　　纤维增强复合材料与一般的金属材料相比，具有质轻、高强度、耐腐蚀性、抗冲击性、整体成型容易等优点，在各行各业已经获得普遍的应用，特别是在航空航天工业中。复合材料结构正在逐步取代金属结构，占驻有利地位。 纤维缠绕／纤维铺放技术是加工增强型复合材料成型技术中的一种，其生产装备为机电气一体化设备。欧美发达国家于上个世纪七十年代就开始研究它，已经取得了很大的进展。目前该技术、设备在我国发展尚属起步。因此，对该课题进行研究已经迫在眉睫。该课题的研究能弥补国内有关这方面的空白，对我国的民用工业、特别对于国防工业的发展具有重要的意义。 本课题的研究目标就是在已有五轴数控纤维缠绕机的基础上增加纤维铺放执行机构的计算机控制，研究开发纤维缠绕／纤维铺放机的6-7轴联动的计算机控制系统，实现复杂形体的纤维缠绕／纤维铺放成型。 纤维增强复合材料铺放成型技术是在手工迭层铺放和纤维缠绕工艺的基础上发展起来的一种机械化、自动化成型工艺。在纤维铺放成型技术中，主要采用铺放头机构实现纤维的铺放。该机构包括进料装置、加压装置、剪切装置等。它们使用电机和气缸作为驱动执行元件。纤维缠绕／纤维铺放成型技术的控制... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Fw/FP控制软件界面图

课题主要就两种形状的制品成型进行阐述，一种是圆柱形，另外一种是圆锥形。由于它们的外形不同，因此，在进行参数设置时，我们要分别考虑这两种形状。图4.6、图4.7分别为圆柱形制品参数设置的对话框和圆锥形制品参数设置的对话框。图4.6圆柱形制品参数设置的对话框根据铺放长度、铺放角度、铺放层数、芯模直径以及预浸带宽等等，我们可以计算加工一个制品需要铺放多少次，每次芯模转动的中心角为多少，从而完成制品的成型。如果参数设置错误，我们可以通过参数重置按钮重新设置参数。下面推导芯模形状为圆柱形时铺放完一个圆周所需要的铺放次数和芯模每次转动中心角。如图4.8，假定预浸带宽为b，预浸带在圆周上的长度为l，铺放角度为Q，芯模直径为D

需要注意的是，求出来的铺放次数n如果不是整数的话，需要将它进行圆整，然后再利用圆整求出的n反过来计算b或Q的值，一般我们都假定a的值不变，因此只需要计算b的值就可以。图4.9、4.10分别为图4.6、4.7经过计算后所求得的参数结果。!颧蘸偏翩感愚夔}耀耀数麟纂巍蒸辜彝臻麟麟l泽泽图4.9圆柱形芯模参数显示预浸带成型的方法有很多种，但现在用得比较多的主要有两种方法，一种是缠绕，另外一种是铺放。课题是在原缠绕机的基础上增设铺放头机构实现纤维的铺放，因此课题的重点主要是控制铺放成型，对于缠绕成型，我们可以借鉴以前己经编制出来的软件进行控制。图4.11为铺放成型的界面图。通过选择需要加工的芯模形状，以及参数设置，我们就可以按“铺放”按钮，进行纤维铺放，按要求加工出制品。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]纤维缠绕玻璃钢壳体开口用补强环的研制[J]. 田晶.  纤维复合材料. 2001(03)
[3]FRP缠绕成型CAD/CAM系统研究[J]. 杜志强,刘士华.  玻璃钢/复合材料. 2001(03)
[4]复合材料加筋壳稳定性研究[J]. 蒋鞠慧.  玻璃钢/复合材料. 2001(02)
[5]材料与工艺在“买得起复合材料”中的作用[J]. 赵渠森.  玻璃钢/复合材料. 2000(06)
[6]先进复合材料的民用研究与发展[J]. 陈绍杰.  高科技纤维与应用. 2000(05)
[7]机头雷达罩及其纤维缠绕法[J]. 张福承.  纤维复合材料. 2000(01)
[8]4-D 微机控制 FRP 球形容器 FW 线型生成及运动控制方程[J]. 田会方,吴耀楚.  武汉工业大学学报. 1997(03)
[9]多轴联动多功能微机控制纤维缠绕机控制系统的设计[J]. 黄开榜,贾延林,王永章.  宇航学报. 1997(02)
[10]纤维缠绕火箭发动机外壳的非线性稳定[J]. 杨佑发,钟正华.  湖南大学学报(自然科学版). 1996(02)



本文编号：3455506