三通管是一種常用的連接件,主要用于流體運輸和結構支撐。樹脂基纖維增強復合材料以樹脂為基體,纖維為增強相。由其成型的復合材料三通管比強度高、耐腐蝕性能好,兼具了金屬管道和塑料管道的優(yōu)點,被廣泛應用于航空航天等領域。但目前三通管的纖維纏繞成型工藝還停留在手工成型階段,產品一致性差,成型效率低。本文以等徑三通管為研究對象,旨在攻克三通管纖維纏繞CAD/CAM技術,實現(xiàn)三通管的自動化纏繞。本文遵循“先分后總”的軌跡設計思路,提出了設計面片的概念,將三通管軌跡設計問題轉化為圓柱、圓環(huán)和平面面片的軌跡設計問題。通過分析T形結和直管的外形特點,得到了軌跡需遵循的對稱性規(guī)律和纏繞方向規(guī)律。并以此為基礎,通過綜合各面片及其邊界的拓撲信息,完成了T形結和直管的非測地線軌跡生成算法。為了得到一條連續(xù)的軌跡,需要連接直管上各段的軌跡。本文將直管軌跡分為內外軌跡,證明了只要直管上存在外部軌跡,就存在不成環(huán)連接方式的定理,并給出了不成環(huán)的連接算法。根據纏繞軟件反饋的未布滿區(qū)域,通過在未布滿區(qū)域上添加新的設計點生成纏繞軌跡,實現(xiàn)了三通管的布滿。根據纏繞設備結構及運動形式,對纏繞軌跡進行了后置處理。通過將出紗點約束在... 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究的背景和意義
        1.1.1 課題的來源
        1.1.2 課題研究的背景和意義
    1.2 纖維纏繞軌跡規(guī)劃的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 局部軌跡規(guī)劃
        1.2.2 全局布滿分析
    1.3 纖維纏繞CAD/CAM技術的研究現(xiàn)狀
    1.4 目前存在的問題與不足
    1.5 主要研究內容
第2章 三通管纏繞軌跡設計方法
    2.1 三通管的纏繞軌跡特點分析
        2.1.1 設計面片的概念
        2.1.2 T形結纏繞軌跡的特點
        2.1.3 直管纏繞軌跡的特點
    2.2 曲面的軌跡生成方法
        2.2.1 T形結的軌跡生成算法
        2.2.2 直管的軌跡生成算法
        2.2.3 軌跡連接算法
    2.3 纏繞軌跡的布滿分析
        2.3.1 T形結布滿
        2.3.2 直管布滿
    2.4 本章小結
第3章 纏繞軌跡后置處理方法
    3.1 出紗點位置求解
    3.2 出紗點引起的干涉分析
        3.2.1 纏繞設備和模具干涉
        3.2.2 纖維和模具干涉
    3.3 運動坐標解算
        3.3.1 四坐標解算
        3.3.2 五坐標解算
    3.4 本章小結
第4章 CAD/CAM軟件開發(fā)及纏繞實驗
    4.1 軟件架構及界面
    4.2 三通管設計及顯示
    4.3 纖維束顯示
    4.4 交互技術
    4.5 纏繞實驗
        4.5.1 桌面纏繞機纏繞
        4.5.2 機器人纏繞
    4.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]不等開口纖維增強樹脂復合材料纏繞殼體非測地線線型設計[J]. 郭凱特,王春,文立華,校金友.  復合材料學報. 2019(05)
[2]復合材料纏繞接頭拉伸失效性能有限元分析[J]. 雷良超,周光明,陸方舟,馮果,劉偉先,陳建農.  兵器裝備工程學報. 2018(04)
[3]非金屬復合材料管道綜述[J]. 李曉平,李愚,王茀璽,崔可心,周艷紅.  石油工業(yè)技術監(jiān)督. 2017(10)
[4]復合材料帶纏繞成型過程建模及工藝參數(shù)優(yōu)化[J]. 俞濤,史耀耀,鄧博,何曉東,康超,宋士博.  固體火箭技術. 2017(05)
[5]碳纖維增強復合材料汽車保險杠的輕量化設計[J]. 王慶,盧家海,劉釗,朱平.  上海交通大學學報. 2017(02)
[6]面向汽車輕量化應用的碳纖維復合材料關鍵技術[J]. 宋燕利,楊龍,郭巍,華林.  材料導報. 2016(17)
[7]基于CATIA二次開發(fā)的T形管纖維纏繞研究[J]. 韋躍峰,韓振宇,富宏亞,路華,鄭玉權.  纖維復合材料. 2015(04)
[8]纖維纏繞技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 王瑛琪,蓋登宇,宋以國.  材料導報. 2011(05)
[9]纖維纏繞/鋪帶/鋪絲成型設備的發(fā)展狀況[J]. 富宏亞,韓振宇,路華.  航空制造技術. 2009(22)
[10]基于非測地線理論五坐標纏繞的實驗研究[J]. 文立偉,路華,富宏亞.  玻璃鋼/復合材料. 2008(02)

博士論文
[1]異型件面片纏繞成型軌跡規(guī)劃的研究[D]. 王顯峰.哈爾濱工業(yè)大學 2008
[2]纖維纏繞復合材料彎管CAD/CAM系統(tǒng)[D]. 李海晟.浙江大學 2002

碩士論文
[1]基于機器人的纖維纏繞CAD/CAM系統(tǒng)設計[D]. 孫棟.哈爾濱理工大學 2018
[2]基于機器人的T型管纏繞線型設計及軌跡規(guī)劃[D]. 張思博.哈爾濱理工大學 2018
[3]回轉體纏繞線型設計及軌跡規(guī)劃研究[D]. 楊紅紅.哈爾濱理工大學 2015



本文編號：3682223