復合材料已經(jīng)成為航空航天工業(yè)的主要結(jié)構(gòu)材料,自動化、整體化和低成本制造技術(shù)已經(jīng)成為當今復合材料制造的主流趨勢。但國內(nèi)復合材料鋪放設備研究仍處于起步階段。鋪放設備的運動性能是保障復材構(gòu)件鋪放質(zhì)量和效率的重要方面。鋪放設備的奇異性問題,不僅會降低鋪放效率,甚至會因為鋪放速度變緩導致局部復合材料加熱時間過長而影響最終鋪放質(zhì)量。本文針對CBC型復合材料鋪放機床的奇異性問題,綜合考慮機床運動學性能及復合材料成型質(zhì)量等因素,通過試驗方法獲得了鋪放姿態(tài)的可調(diào)整區(qū)間,研究了以降低機床奇異性為目標的鋪放姿態(tài)優(yōu)化方法。本文具體研究成果如下:（1）依據(jù)齊次坐標變換法建立機床運動學模型,推導了機床反解和雅可比矩陣計算過程,分析了機床奇異性與條件數(shù)之間的關(guān)系,從數(shù)學和幾何角度剖析機床奇異現(xiàn)象產(chǎn)生原因,提出了機床奇異性的判定方法。（2）探究路徑變姿態(tài)引起的側(cè)向力和鋪放壓力變化對絲束鋪放質(zhì)量的影響規(guī)律,搭建了側(cè)向和切向粘性力測定的實驗平臺,分別通過有限元分析與實驗方法獲得沿壓輥運動方向和垂直壓輥運動方向的姿態(tài)可調(diào)整范圍。（3）基于路徑姿態(tài)可調(diào)整范圍,實現(xiàn)了將路徑調(diào)整范圍從P坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至M坐標系統(tǒng),提出了在M坐標系... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 概述
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究背景和研究意義
    1.4 本文研究內(nèi)容和組織框架
第二章 CBC型六軸聯(lián)動AFP機床奇異性分析
    2.1 CBC型六軸聯(lián)動AFP機床運動學概述
    2.2 CBC型六軸聯(lián)動AFP機床運動學方程
        2.2.1 CBC型六軸聯(lián)動AFP機床運動學正向求解
        2.2.2 CBC型六軸聯(lián)動AFP機床運動學逆向求解
    2.3 AFP機床雅可比矩陣
        2.3.1 雅可比矩陣的定義
        2.3.2 雅可比矩陣的求解
    2.4 AFP機床奇異性分析及判定
        2.4.1 奇異點分析
        2.4.2 奇異性與條件數(shù)
        2.4.3 奇異性幾何分析
        2.4.4 奇異區(qū)域?qū)嵗炞C
        2.4.5 奇異區(qū)域的判定
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于復合材料鋪放質(zhì)量的鋪放姿態(tài)可變域
    3.1 變姿態(tài)鋪放對鋪放質(zhì)量的影響
        3.1.1 鋪放壓力對鋪放質(zhì)量的影響
        3.1.2 變角度引起的側(cè)向力對鋪放質(zhì)量的影響
    3.2 姿態(tài)可變角度域的確定
        3.2.1 沿壓輥運動方向姿態(tài)可變角度域
        3.2.2 繞垂直壓輥運動方向姿態(tài)可變角度域
    3.3 本章小結(jié)
第四章 基于鋪放姿態(tài)可變域的路徑優(yōu)化方法
    4.1 可變域(DAO)在P坐標軸系的表示
    4.2 基于旋轉(zhuǎn)軸關(guān)節(jié)運動學解釋的軸系運算簡化
    4.3 旋轉(zhuǎn)軸可變角度域在M坐標系中的多邊形表示
    4.4 優(yōu)化目標函數(shù)及優(yōu)化方程的建立
        4.4.1 路徑點與路徑平面內(nèi)多邊形DAO域的判斷方法
        4.4.2 優(yōu)化計算
    4.5 優(yōu)化方法總結(jié)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 路徑鋪放姿態(tài)優(yōu)化方法仿真驗證
    5.1 AFP機床的建模與導入
    5.2 路徑姿態(tài)優(yōu)化
    5.3 ADAMS仿真與結(jié)果
    5.4 總結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]五軸數(shù)控加工無干涉無奇異高效軌跡生成與優(yōu)化研究[D]. 林志偉.浙江大學 2014

碩士論文
[1]自動鋪放成型溫度與預浸帶變形研究[D]. 黃志軍.南京航空航天大學 2012



本文編號：3715914