本文關(guān)鍵詞：自動(dòng)鋪絲技術(shù)鋪層設(shè)計(jì)的研究

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【摘要】：復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用在很大程度上取決于復(fù)合材料的成型制造技術(shù)。自動(dòng)鋪絲技術(shù)是在纖維纏繞和自動(dòng)鋪帶技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種先進(jìn)的復(fù)合材料成型方法，在降低復(fù)合材料構(gòu)件制造成本，提高生產(chǎn)效率和構(gòu)件性能等方面具有極大的潛力，得到工業(yè)發(fā)達(dá)國家的高度重視。該成型方法的核心技術(shù)由歐美發(fā)達(dá)國家掌握并對我國進(jìn)行技術(shù)封鎖，國內(nèi)進(jìn)行了大量研究但仍有很大的差距。 自動(dòng)鋪絲技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及材料技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)、機(jī)械裝備技術(shù)等各項(xiàng)技術(shù)。本課題對該技術(shù)中的鋪層設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論進(jìn)行了研究，，主要內(nèi)容如下： （1）本課題是武漢理工大學(xué)復(fù)合材料纏繞裝備研究所的預(yù)研項(xiàng)目。通過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)和資料，對自動(dòng)鋪絲技術(shù)的課題背景、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和研究意義目的進(jìn)行了介紹。 （2）對自動(dòng)鋪絲鋪層設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。鋪層設(shè)計(jì)是根據(jù)增強(qiáng)纖維和基體組成的單層板的性能來確定鋪層中各單層的纖維取向、鋪層順序、鋪層總數(shù)和各定向單層相對于總層數(shù)的比例，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。首先將復(fù)材構(gòu)件分為三個(gè)結(jié)構(gòu)層次—單層、層合板和制品結(jié)構(gòu)；然后根據(jù)復(fù)合材料力學(xué)基礎(chǔ)對層合板的力學(xué)性能、強(qiáng)度理論進(jìn)行分析；最后在參閱分析以往資料的基礎(chǔ)上提出了常用鋪層設(shè)計(jì)方法和自動(dòng)鋪絲技術(shù)鋪層設(shè)計(jì)原則。 （3）以不同厚度的制品表面鋪層為研究對象，提出了兩種不同的鋪層順序方案：局部加厚和交替鋪放。對兩種方案進(jìn)行優(yōu)劣分析，并運(yùn)用有限元法對其簡化模型進(jìn)行了研究，證明了交替鋪放的方案更有利于構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。 （4）提出了自動(dòng)鋪絲技術(shù)鋪層設(shè)計(jì)的一般流程：根據(jù)模型受載的不同進(jìn)行區(qū)域劃分，然后按照鋪層設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方法計(jì)算出不同位置的初步鋪層厚度和鋪層比例，最后代入復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件中進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì)，得到滿足自動(dòng)鋪絲系統(tǒng)的鋪層數(shù)據(jù)。并在最后對鋪層的執(zhí)行機(jī)構(gòu)鋪絲頭進(jìn)行了簡要介紹。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合材料 自動(dòng)鋪絲 鋪層設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TB33;TH16
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題背景及意義9-12
• 1.1.1 課題背景9-11
• 1.1.2 課題意義11-12
• 1.2 課題來源12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 課題主要研究內(nèi)容14-15
• 第二章 自動(dòng)鋪絲鋪層設(shè)計(jì)研究15-34
• 2.1 復(fù)材構(gòu)件的結(jié)構(gòu)層次16-18
• 2.1.1 構(gòu)件的三個(gè)結(jié)構(gòu)層次16-17
• 2.1.2 層合板的表示方法17-18
• 2.2 鋪層層合板的力學(xué)性能18-24
• 2.2.1 單層板的強(qiáng)度18-22
• 2.2.2 層合板的強(qiáng)度22-24
• 2.3 鋪層設(shè)計(jì)24-33
• 2.3.1 鋪層設(shè)計(jì)原則24-28
• 2.3.2 鋪層設(shè)計(jì)方法28-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 鋪層順序的設(shè)計(jì)34-47
• 3.1 構(gòu)建模型34-35
• 3.2 鋪層方法及比較35-36
• 3.2.1 兩種鋪層順序方案35-36
• 3.2.2 方案比較36
• 3.3 有限元分析簡介36-39
• 3.3.1 有限元分析法簡介36-37
• 3.3.2 ANSYS 概述37-39
• 3.4 鋪層的有限元分析39-46
• 3.4.1 問題分析39-40
• 3.4.2 求解步驟40-43
• 3.4.3 結(jié)果分析43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 自動(dòng)鋪絲鋪層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)47-58
• 4.1 自動(dòng)鋪絲鋪層設(shè)計(jì)總體流程47
• 4.2 鋪層數(shù)據(jù)的獲取47-52
• 4.2.1 Hypersizer 簡介47-49
• 4.2.2 鋪層設(shè)計(jì)流程49
• 4.2.3 鋪層設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)49-52
• 4.3 鋪絲線型規(guī)劃52-54
• 4.3.1 線型規(guī)劃概述52-53
• 4.3.2 多約束非測地線線型規(guī)劃53-54
• 4.4 鋪層設(shè)計(jì)結(jié)果驗(yàn)證54
• 4.5 鋪放頭工作原理及功能特點(diǎn)54-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 第五章 總結(jié)與展望58-60
• 5.1 總結(jié)58
• 5.2 展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 致謝63

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 富宏亞;邵忠喜;韓振宇;;纖維鋪放軌跡規(guī)劃的兩種方法及其比較研究[J];材料工程;2009年S2期

2 韓振宇;李sセ

本文編號：659932