發(fā)布時間：2021-02-24 20:34

　　預(yù)浸帶纏繞技術(shù)作為復(fù)合材料制品成型的先進制造技術(shù)之一,憑借其獨特的成型特點,已發(fā)展成為筒形類基礎(chǔ)構(gòu)件制造的主要手段,并廣泛應(yīng)用于航空、航天與船舶等工業(yè)領(lǐng)域,尤其是火箭發(fā)動機與戰(zhàn)略導(dǎo)彈殼體的主要生產(chǎn)方式。雖然復(fù)合材料的迅猛發(fā)展帶動了預(yù)浸帶纏繞技術(shù)邁向工業(yè)自動化,使之可以纏繞結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的零件,但是相對于成熟的纏繞機械系統(tǒng),其制造成型工藝仍然主要依靠人工經(jīng)驗,容易導(dǎo)致纏繞制品產(chǎn)生不同程度的缺陷,如纖維褶皺、分層及裂紋等;同時,成型方法的落后也制約了纏繞工藝的創(chuàng)新,尤其設(shè)計具有期望性能的制品。因此,開展預(yù)浸帶纏繞工藝研究,建立可靠的工藝參數(shù)設(shè)計方法,對提高纏繞制品的性能,開展工業(yè)自動化等都具有十分重要的理論意義。為解決現(xiàn)有預(yù)浸帶纏繞工藝主要依靠人工經(jīng)驗的不足,本文基于預(yù)浸帶纏繞實驗平臺,分析纏繞工藝中存在的問題,針對預(yù)浸帶纏繞工藝關(guān)鍵技術(shù):預(yù)浸帶輸送過程中的摩擦系統(tǒng)、筒形件殘余應(yīng)力及環(huán)向拉伸強度、工藝參數(shù)設(shè)計與控制等內(nèi)容展開研究。論文的主要研究工作如下:（1）建立卷入張力與纏繞工藝參數(shù)之間的映射關(guān)系。卷入張力是保證預(yù)浸帶纏繞制品質(zhì)量的關(guān)鍵因素,其變化受預(yù)浸帶輸送過程中摩擦力的影響。據(jù)此,論文... 

【文章來源】：西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 復(fù)合材料的發(fā)展與重要性
        1.1.3 復(fù)合材料纏繞技術(shù)面臨的問題
        1.1.4 研究的目的與意義
    1.2 復(fù)合材料筒形件纏繞成型概述
        1.2.1 復(fù)合材料筒形件纏繞方式
        1.2.2 復(fù)合材料筒形件纏繞固化方式
        1.2.3 復(fù)合材料纏繞機系統(tǒng)
    1.3 復(fù)合材料筒形件纏繞成型技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 復(fù)合材料纏繞筒形件殘余應(yīng)力研究現(xiàn)狀
        1.3.2 復(fù)合材料纏繞筒形件力學(xué)性能研究現(xiàn)狀
        1.3.3 復(fù)合材料纏繞筒形件工藝參數(shù)控制研究現(xiàn)狀
    1.4 復(fù)合材料帶纏繞工藝研究的難點
    1.5 文章主要研究目標(biāo)
    1.6 章節(jié)安排
第二章 預(yù)浸帶纏繞工藝摩擦分析及卷入張力模型建立
    2.1 復(fù)合材料預(yù)浸帶纏繞工藝
    2.2 復(fù)合材料預(yù)浸帶纏繞摩擦實驗
        2.2.1 材料與纏繞設(shè)備
        2.2.2 摩擦過程模型
        2.2.3 摩擦系數(shù)測量過程
    2.3 工藝參數(shù)對摩擦系數(shù)的影響
        2.3.1 纏繞張力對摩擦系數(shù)的影響
        2.3.2 纏繞溫度對摩擦系數(shù)的影響
        2.3.3 預(yù)浸帶材料對摩擦系數(shù)的影響
        2.3.4 預(yù)浸帶纏繞速度對摩擦系數(shù)的影響
    2.4 卷入張力與工藝參數(shù)映射模型建立
        2.4.1 摩擦現(xiàn)象對卷入張力的影響
        2.4.2 卷入張力模型分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 預(yù)浸帶纏繞筒形件殘余應(yīng)力模型建立
    3.1 預(yù)浸帶纏繞筒形件殘余應(yīng)力分析
    3.2 纏繞工藝復(fù)合材料筒形件應(yīng)力
        3.2.1 芯模徑向剛度
        3.2.2 復(fù)合材料筒形件應(yīng)力
    3.3 固化工藝復(fù)合材料筒形件應(yīng)力
        3.3.1 固化熱應(yīng)力
        3.3.2 固化收縮應(yīng)力
    3.4 復(fù)合材料筒形件殘余應(yīng)力模型
    3.5 模型實驗驗證
        3.5.1 材料及試樣制備
        3.5.2 殘余應(yīng)力測量方法
        3.5.3 實驗結(jié)果分析
    3.6 不同卷入張力模式的復(fù)合材料筒形件殘余應(yīng)力
    3.7 本章小結(jié)
第四章 預(yù)浸帶纏繞筒形件環(huán)向拉伸強度模型建立
    4.1 復(fù)合材料拉伸強度基本理論
    4.2 預(yù)浸帶纏繞成型纖維體積含量變化分析
    4.3 纏繞工藝階段纖維體積含量
        4.3.1 接觸壓實區(qū)域分析
        4.3.2 樹脂連續(xù)模型
        4.3.3 纖維壓實模型
        4.3.4 樹脂溫度粘度模型
    4.4 固化工藝纖維體積含量
        4.4.1 纖維應(yīng)力
        4.4.2 樹脂流動
    4.5 復(fù)合材料筒形件拉伸強度實驗
        4.5.1 試驗件的制備
        4.5.2 復(fù)合材料圓環(huán)拉伸強度實驗測量方法
        4.5.3 復(fù)合材料筒形件拉伸實驗結(jié)果及分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 預(yù)浸帶纏繞工藝參數(shù)對制品性能影響的研究
    5.1 纏繞工藝參數(shù)的單因素影響規(guī)律
        5.1.1 工藝參數(shù)單因素對殘余應(yīng)力影響規(guī)律
        5.1.2 工藝參數(shù)單因素對拉伸強度影響規(guī)律
    5.2 纏繞工藝參數(shù)多因素耦合影響規(guī)律
        5.2.1 工藝參數(shù)耦合對殘余應(yīng)力影響規(guī)律
        5.2.2 工藝參數(shù)耦合對環(huán)向拉伸強度影響規(guī)律
    5.3 纏繞工藝參數(shù)的重要度分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 纏繞成型工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計
    6.1 預(yù)浸帶纏繞筒形件工藝參數(shù)設(shè)計
        6.1.1 基于復(fù)合材料筒形件等環(huán)向殘余應(yīng)力的卷入張力設(shè)計
        6.1.2 基于受內(nèi)壓復(fù)合材料筒形件均勻應(yīng)力的卷入張力設(shè)計
        6.1.3 基于殘余應(yīng)力及環(huán)向拉伸強度的工藝參數(shù)優(yōu)化
    6.2 纏繞工藝參數(shù)動態(tài)控制
    6.3 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 工作總結(jié)
    7.2 主要創(chuàng)新點
    7.3 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀博士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參與的科研情況


【參考文獻】：
期刊論文
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[9]先進樹脂基復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)[J]. 邢麗英,包建文,禮嵩明,陳祥寶.  復(fù)合材料學(xué)報. 2016(07)
[10]復(fù)合材料帶纏繞成型工藝參數(shù)耦合機制及優(yōu)化[J]. 史耀耀,俞濤,何曉東,康超,張曉揚,張軍.  復(fù)合材料學(xué)報. 2015(03)

博士論文
[1]熱固型樹脂基纖維纏繞復(fù)合材料原位成型工藝仿真研究[D]. 喬明.哈爾濱理工大學(xué) 2016



本文編號：3049913