【摘要】：纖維增強(qiáng)材料(FRP)是一種具有比強(qiáng)度高、比剛度高、低密度、耐腐蝕性等優(yōu)越性能的復(fù)合材料。纖維纏繞是制造高強(qiáng)度復(fù)合材料制品的一種重要工藝方法,廣泛應(yīng)用于航空、航天、建材、化工等領(lǐng)域。在纖維纏繞工藝中,連續(xù)纖維被纏繞到芯模上以形成復(fù)合材料制品。 纖維纏繞制品通過纏繞線型的三種基本類型生產(chǎn)出來,它們是平面纏繞、螺旋纏繞和環(huán)向纏繞。纖維纏繞工藝適合于制造旋轉(zhuǎn)對(duì)稱制品。在纏繞制品中,纖維纏繞復(fù)合材料壓力容器因其低成本、重量輕和安全性好,在軍用和民用中被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)存氣體或流體。 本文在纖維纏繞基本規(guī)律的基礎(chǔ)上建立了一般曲面上纖維纏繞的數(shù)學(xué)及幾何模型導(dǎo)出了纖維穩(wěn)定的條件,研究了環(huán)形容器的纏繞線型設(shè)計(jì)方法,對(duì)環(huán)形容器芯模的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、繞絲嘴的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及纏繞線型進(jìn)行了分析。 在Visual C++環(huán)境下,結(jié)合OpenGL圖形處理軟件對(duì)環(huán)形芯模進(jìn)行三維建模并用OpenGL中的操作命令實(shí)現(xiàn)環(huán)形容器纖維纏繞的動(dòng)態(tài)仿真。OpenGL是一個(gè)被廣泛應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)、動(dòng)畫、CAD/CAM/CAE等領(lǐng)域的性能優(yōu)越的三維圖形應(yīng)用程序庫,目前已成為三維圖形開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)。本文將環(huán)形容器的芯模主要幾何尺寸進(jìn)行參數(shù)化,利用OpenGL的相關(guān)命令和函數(shù)對(duì)芯模進(jìn)行三維建模:然后通過編輯仿真程序而進(jìn)行纖維纏繞的仿真。 充分利用VisualC++的MFC(Microsoft基本類庫)資源編輯程序,調(diào)用OpenGL的三維圖形程序庫,實(shí)現(xiàn)逼真的模擬纖維纏繞環(huán)形容器的生產(chǎn)過程,減少工程設(shè)計(jì)人員的計(jì)算強(qiáng)度,降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。
【圖文】：

3開始纏繞初期的效果圖

與芯模的旋轉(zhuǎn)速度和速率都是相同的。為實(shí)現(xiàn)這一過程，在程序中設(shè)置一個(gè)變量與紗片的起始點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，在整個(gè)纏繞過程中該變量隨著旋轉(zhuǎn)而不停的遞增，時(shí)刻繪制出從對(duì)應(yīng)點(diǎn)到已纏繞在芯模上的紗片。圖4一3即為纏繞初期的實(shí)時(shí)效果。圖-43開始纏繞初期的效果圖考慮纏繞成型工藝的原因，纏繞在環(huán)形芯模上的兩層紗片應(yīng)該是相反方向的，，即紗片交叉鋪排，故在第一層線形纏繞完畢后繞絲嘴將反向纏繞。此時(shí)，第一層已經(jīng)纏繞在芯模上的紗片要保留下來并隨著芯模一起反向旋轉(zhuǎn)，為實(shí)現(xiàn)這一過程，當(dāng)?shù)谝粚蛹喥p繞完成后，把最后的點(diǎn)坐標(biāo)值賦給一個(gè)臨時(shí)的坐標(biāo)，在第二層纏繞開始時(shí)賦予第二層起始點(diǎn)。圖4一4，4一5分別展現(xiàn)的是紗片在環(huán)形芯模上纏滿一層和反向纏繞第二層未滿的效果。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TH49

【引證文獻(xiàn)】

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1 余正生;楊章通;楚廣琳;;圓環(huán)曲面纖維纏繞線型的設(shè)計(jì)與仿真[J];機(jī)電工程;2008年04期

本文編號(hào)：2643356