基于改进工艺的碳纤维预制体单边缝合装置设计及缝合行为研究

发布时间：2023-09-13 22:57

　　碳/碳复合材料是近二十年来发展起来的一种结构性复合材料,其三维织物具有良好的整体结构和较高的纤维体积含量,经过后期的CVD复合处理做成的结构件性能优越,是制作高性能结构材料和热防护材料的优良基材,显著改善了复合材料多方面的力学性能,尤其是从根本上克服了结构复合材料的层间强度低易分层的缺点,目前主要应用于航空、航天、汽车、医疗等新技术领域。本文介绍一种制作碳/碳复合材料预制体的单边缝合技术,并在对国内外碳纤维立体织物成型装备研究现状的分析基础上,对现有的单边双针缝合工艺进行研究,指出现有工艺在缝合过程中存在的缺陷,即现有缝合工艺仅依靠钩线针及引线针的配合完成,缝合过程中会出现丢钩、误钩现象,针对该缺陷对工艺进行改进。由改进后的缝合工艺,确定该缝合装置包括,引线机构,钩线机构,挑线机构,拨线机构和送布工作台等部分,对各部分机构进行方案设计并进行对比分析,选取最佳方案,并对各部分进行详细的结构设计,采用Pro/E三维建模软件建立虚拟样机。为确定各机构尺寸并使各机构能够准确配合完成缝合动作,设计过程中对各机构进行运动学分析,为实现单边缝合动作及缝合线迹的稳定运行,避免缝合过程中仅凭引线针与钩线...

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究目的及意义
        1.2.1 课题研究背景
        1.2.2 三维纺织复合材料增强技术
        1.2.3 课题研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.2 国外单边缝合技术
        1.3.3 国内单边缝合技术
    1.4 本文研究内容
第二章 碳纤维单边缝合工艺研究及改进
    2.1 单边缝合工艺简介
        2.1.1 单边缝合工艺线迹成形方法
        2.1.2 单边双针缝合工艺缺陷
    2.2 单边双针缝合工艺改进
    2.3 本章小结
第三章 基于改进工艺的单边缝合装置结构设计
    3.1 单边缝合装置方案设计
        3.1.1 整机传动路线与驱动方案
        3.1.2 引线机构与钩线机构方案设计
        3.1.3 拨线机构方案设计
        3.1.4 挑线机构方案设计
    3.2 单边缝合装置详细设计
        3.2.1 引线机构与钩线机构设计
        3.2.2 挑线机构设计
        3.2.3 拨线机构设计及动作行为分析
    3.3 虚拟样机建立
    3.4 本章小结
第四章 碳纤维单边缝合装置缝合行为及技术研究
    4.1 需线量模型建立及分析
        4.1.1 缝合过程纱线消耗及送线方案分析
        4.1.2 纱线耗线量的计算
    4.2 基于需供线量平衡的挑线机构设计分析
        4.2.1 需供线量平衡思想
        4.2.2 挑线机构设计及供线量分析
        4.2.3 需供线量平衡验证挑线机构
    4.3 缝线张力分析及控制
        4.3.1 缝合线过线道设计及张力分析
        4.3.2 挑线机构挑线孔对缝合线作用力分析
        4.3.3 截锥弹簧极限压缩量计算与张力控制
    4.4 本章小结
第五章 碳纤维复合材料单边缝合装置控制系统设计
    5.1 控制系统硬件设计
    5.2 控制系统软件设计
        5.2.1 工作流程分析
        5.2.2 控制系统程序设计
    5.3 控制系统软件调试
    5.4 本章小结
第六章 碳纤维单边缝合装置缝合实验研究
    6.1 基于改进工艺的碳纤维预制体单边缝合样机
    6.2 单边缝合样机缝合实验
        6.2.1 钩线针钩取线环实验
        6.2.2 拨线钩拨取线环实验
        6.2.3 单边缝合线迹成型实验
    6.3 改进工艺的先进性验证
        6.3.1 工艺改进前后缝合实验对比
        6.3.2 实验论证改进后工艺先进性
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 未来展望
参考文献
发表论文及参加科研情况
致谢



本文编号：3846074