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飞机防/除冰复合材料用电加热织物力学性能和电加热性能研究 被引量：1
1
作者 胡俊军 王守涛 +4 位作者 孙颖 崔艳超 张宏亮 向卫宏 陈利 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期167-175,共9页
飞机机翼和发动机进气道的结冰导致飞行安全事故频发。针对飞机在寒冷气候下飞行会造成机翼和发动机进气道结冰的问题,开发一种可用于飞机防/除冰的电加热复合材料用增强织物。基于定制纤维铺放(Tailored Fiber Placement,TFP)技术,设... 飞机机翼和发动机进气道的结冰导致飞行安全事故频发。针对飞机在寒冷气候下飞行会造成机翼和发动机进气道结冰的问题,开发一种可用于飞机防/除冰的电加热复合材料用增强织物。基于定制纤维铺放(Tailored Fiber Placement,TFP)技术,设计制备镍铬合金丝作为电热元件、玻纤平纹织物作为基底、涤纶线作为面线和底线的电加热织物。通过拉伸实验研究针迹步长、面线张力和布线速度等TFP工艺参数对电加热织物经向和纬向拉伸性能的影响,选择出最优工艺参数。以此参数制备出3种电热元件排列密度电加热织物,同时对其在不同电压下的电热性能进行评价。拉伸性能和电热性能测试结果表明:基于TFP技术制备的镍铬合金丝电加热织物经向和纬向拉伸强度保留率最高可达98.34%和95.71%;3种电加热织物35 s时均可达到最高平衡温度,当施加电压不变时,电热元件排列密度越大,织物最高平衡温度越高;所得研究结果可为飞机防/除冰用电热复合材料提供增强织物方案,对于飞机防/除冰用材料的研制具有重要意义。 展开更多
关键词 飞机 防/除冰 电加热织物 定制纤维铺放 拉伸强度 电热性能
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热塑性复合材料层合板翘曲缺陷识别与优化
2
作者 冯梦尧 信春玲 +5 位作者 任峰 翟玉娇 许文翀 马驰原 马宇飞 何亚东 《中国塑料》 北大核心 2025年第3期60-64,共5页
基于纤维铺放成型生产的复合材料层合板所出现的翘曲缺陷,运用合理表征方法,并运用形态学原理搭建无接触视觉测量平台对其进行识别,通过设计不同工艺参数对其进行优化,并探究翘曲度与拉伸性能的关系,并进一步对翘曲缺陷进行优化。结果表... 基于纤维铺放成型生产的复合材料层合板所出现的翘曲缺陷,运用合理表征方法,并运用形态学原理搭建无接触视觉测量平台对其进行识别,通过设计不同工艺参数对其进行优化,并探究翘曲度与拉伸性能的关系,并进一步对翘曲缺陷进行优化。结果表明,无接触视觉测量平台可以精准识别翘曲度,热风枪温度由300℃升到500℃,翘曲缺陷减小;翘曲度与拉伸性能呈负相关。通过加热模具的措施可以进一步优化翘曲。 展开更多
关键词 热塑性复合材料 纤维铺放成型 翘曲缺陷 边缘检测算法
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压实力对激光加热辅助CF/PEEK原位固结层间剪切强度的影响机制
3
作者 刘丰玮 李辉 +4 位作者 武婷 张晓祥 陈占春 梁建国 刘江林 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第10期71-80,共10页
激光加热以其高热流密度和快速响应特性,成为满足热塑性复合材料自动铺丝(AFP)技术需求的新兴加热方法。为探索AFP技术下压实力对激光加热辅助连续碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)预浸料原位固结后层间剪切强度(ILSS)的影响机制,选取了100~... 激光加热以其高热流密度和快速响应特性,成为满足热塑性复合材料自动铺丝(AFP)技术需求的新兴加热方法。为探索AFP技术下压实力对激光加热辅助连续碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)预浸料原位固结后层间剪切强度(ILSS)的影响机制,选取了100~400N范围内的4个压实力(梯度为100N),通过短梁剪切(SBS)试验获取ILSS测试结果,并结合微观分析、压敏纸检测和热历史监测等手段分析压实力对ILSS的影响机制。结果表明,在100~400N范围内,ILSS随压实力增加呈非线性增长趋势。相较于100N试样,400N试样的平均ILSS提升了31.21MPa,增幅达到123.1%。微观分析结果表明,高压实力下,层间孔隙率降低,平整度提高,材料膨化行为得到有效抑制,层间接触更为紧密。此外,压敏纸检测结果显示,随着压实力增大,原始预浸料表面形貌对层间初始紧密接触程度的不利影响减弱,有效压力区域面积增加,分布更均匀。热历史曲线进一步揭示,较高压实力可降低层间接触热阻,使预浸料2至4层温度升高15~20℃。上述研究内容详细阐明了压实力提升层间结合强度的作用机理,为优化热塑性复合材料原位固结制造工艺提供了理论依据。 展开更多
关键词 热塑性复合材料 自动铺丝 压实力 激光加热 层间结合 层间剪切强度
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碳纤维铺放缺陷识别定位研究
4
作者 谢艺璇 刘志强 +1 位作者 李胤杞 宗岳岳 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第5期132-137,共6页
碳纤维复合材料在航空航天和汽车制造业中的应用越来越广泛。然而,由于组成材料和成型工艺的复杂物理和化学性质,复合材料中制造缺陷的概率非常高。因此,研究复合材料的制造缺陷及其检测方法,对于评价复合材料的质量具有重要意义。采用... 碳纤维复合材料在航空航天和汽车制造业中的应用越来越广泛。然而,由于组成材料和成型工艺的复杂物理和化学性质,复合材料中制造缺陷的概率非常高。因此,研究复合材料的制造缺陷及其检测方法,对于评价复合材料的质量具有重要意义。采用红外热成像技术对碳纤维铺放过程中的缺陷进行识别,单层两侧最小边缘检测率达到94.3%,层间间隙测量值低于10%,完成了对碳纤维铺放过程中缺陷的可视化识别检测。 展开更多
关键词 红外热成像 自动纤维铺放 缺陷识别 铺层缺陷 铺放区域温差
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含镍铬合金丝电热层复合材料低速冲击性能试验研究
5
作者 王守涛 居傲 +5 位作者 郭静娴 赵长青 赵晨 崔艳超 孙颖 陈利 《兵工学报》 北大核心 2025年第8期253-262,共10页
为开发既具有防/除冰功能又可以满足承载性能要求的电热复合材料,基于定制纤维铺放工艺设计制备3种镍铬合金丝并联间距(6.67 mm、4.00 mm和2.86 mm)的电加热织物及其增强复合材料,在25 W功率下,3 min内复合材料表面温度最低可达87.2℃... 为开发既具有防/除冰功能又可以满足承载性能要求的电热复合材料,基于定制纤维铺放工艺设计制备3种镍铬合金丝并联间距(6.67 mm、4.00 mm和2.86 mm)的电加热织物及其增强复合材料,在25 W功率下,3 min内复合材料表面温度最低可达87.2℃。采用落锤冲击试验机、红外热像仪和万能强力试验机测试,并分析复合材料试样在7 J下的低速冲击性能、冲击后电热性能和冲击后压缩性能。研究结果表明:引入镍铬合金丝电热层后复合材料冲击吸能至少增加23.6%;电热复合材料在未发生穿孔的情况下,冲击后损伤区域的表面温度仍然可以达到72.4℃以上,冲击后压缩模量和压缩强度保留率分别可达到88.73%和94.97%以上;与玻纤/环氧复合材料相比,随着镍铬合金丝并联间距减小,电热复合材料在冲击后压缩载荷下电热层处分层现象更为显著,这一结果为飞行器防/除冰用电热复合材料兼顾力学性能的设计提供实践意义的指导。 展开更多
关键词 复合材料 定制纤维铺放 电加热织物 低速冲击性能 冲击后电热性能 冲击后压缩性能
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集成式机器人自动铺丝系统设计及CAM软件开发 被引量：1
6
作者 孙守政 靳子昂 +4 位作者 李新宇 刘明宇 赵志远 韩振宇 富宏亚 《航空制造技术》 北大核心 2025年第4期46-52,共7页
为满足航空航天制造业对复合材料构件日益增长的需求,本文针对复合材料自动化成型这一问题,设计了集成式机器人自动铺丝系统及其配套的CAM软件。其中铺丝头和纱架采用一体化设计,有效减小设备总体积并缩短传纱路径。对核心部件铺丝头开... 为满足航空航天制造业对复合材料构件日益增长的需求,本文针对复合材料自动化成型这一问题,设计了集成式机器人自动铺丝系统及其配套的CAM软件。其中铺丝头和纱架采用一体化设计,有效减小设备总体积并缩短传纱路径。对核心部件铺丝头开展设计,使其具备剪切、重送、夹紧、加热和施压机构功能。基于C++语言、Qt框架、OpenCASCADE和OpenGL开发了自主可控的自动铺丝CAM软件,将显示交互、轨迹规划、铺层分析和运动仿真等功能集成在一起,大大提高了软件的使用性和操作效率。最后通过曲面自动铺丝试验进行验证,结果表明,本文设计的机器人自动铺丝系统及其CAM软件能够保证铺放的准确性、稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 自动铺丝 CAM软件 复合材料成型 机构设计 轨迹规划
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国产干纤维自动铺放及其真空辅助成型技术研究
7
作者 刘军 陈俊林 +2 位作者 潘利剑 顾琴 刘卫平 《航空制造技术》 北大核心 2025年第17期14-21,共8页
采用国产干纤维进行自动铺放,制定了针对国产干纤维的自动铺放工艺参数并进行验证,研究丢层铺放质量,制备了T形长桁预成型体,对丢层铺放预成型体和T形长桁预成型体进行真空辅助成型,并对其成型质量进行金相显微观察和超声C扫描。结果表... 采用国产干纤维进行自动铺放,制定了针对国产干纤维的自动铺放工艺参数并进行验证,研究丢层铺放质量,制备了T形长桁预成型体,对丢层铺放预成型体和T形长桁预成型体进行真空辅助成型,并对其成型质量进行金相显微观察和超声C扫描。结果表明,国产干纤维自动铺放预成型体可实现有效的自动铺放预成型;国产干纤维自动铺放预成型体具有较好的渗透特性并能满足真空辅助成型的工艺要求;经过树脂流道设计优化后的干纤维自动铺放真空辅助液体成型典型结构质量基本满足要求。 展开更多
关键词 国产干纤维 自动铺放 预成型体 真空辅助成型 树脂浸润
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基于AFP工艺多目标优化的CFRP预浸料高质量铺层研究
8
作者 宗岳岳 高阁 +2 位作者 郝益 刘志强 谢艺璇 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第6期160-169,共10页
自动纤维铺设(automated fiber placement,AFP)在制造高性能碳纤维增强聚合物(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)复合材料产品中发挥着重要作用,其质量受到工艺参数的显著影响。探讨了由自建AFP机制造的CFRP复合材料预浸料的铺层质... 自动纤维铺设(automated fiber placement,AFP)在制造高性能碳纤维增强聚合物(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)复合材料产品中发挥着重要作用,其质量受到工艺参数的显著影响。探讨了由自建AFP机制造的CFRP复合材料预浸料的铺层质量,分析了工艺参数对其影响。通过单因素试验方法,分析了AFP性能(预浸料的贴合状态、变形及气泡数量)与工艺参数(工具温度、铺放速度和压实压力)之间的关系。在此基础上,使用人工神经网络(artificial neural network,ANN)建立回归模型,并通过粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)确定最佳网络结构以提高预测精度。通过多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)解决三目标优化问题,获得最优的Pareto解集。结合层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)的复杂比例评估(complex proportional assessment,COPRAS)方法用于从备选解集中确定最佳参数组合。 展开更多
关键词 自动纤维铺设 碳纤维增强聚合物 工艺参数 多目标优化 多准则决策分析
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基于自动铺丝技术的CF/PAEK热塑性复合材料原位退火工艺
9
作者 辛志博 江梦茹 +6 位作者 肖涵 赵威 张翰林 朱垠晓 杨方鸿 王成博 段玉岗 《航空材料学报》 北大核心 2025年第3期43-51,共9页
针对CF/PAEK复合材料自动铺放成型工艺中质量一致性差的问题,提出一种铺放后真空辅助原位退火(vacuum-assisted in-situ annealing,VIA)工艺。针对自动铺放成型后的层合板开展VIA工艺实验,通过调控原位退火温度和保温时间制备CF/PAEK复... 针对CF/PAEK复合材料自动铺放成型工艺中质量一致性差的问题,提出一种铺放后真空辅助原位退火(vacuum-assisted in-situ annealing,VIA)工艺。针对自动铺放成型后的层合板开展VIA工艺实验,通过调控原位退火温度和保温时间制备CF/PAEK复合材料单向层合板,分别研究VIA工艺参数对成型温度场、翘曲变形、孔隙率、结晶度和层间性能的影响。结果表明:VIA工艺可以为样件提供均匀的温度场,消除结晶梯度,使样件翘曲程度随着退火温度的升高而逐渐降低,直至消除;当退火温度超过树脂熔融温度,可以降低CF/PAEK预浸料或自动纤维铺放(AFP)工艺过程中产生的内部孔隙,孔隙率降至1.97%,同时大幅提升层间性能,使样件层间剪切强度达到64.7 MPa,相比未经过VIA的样件提升58.6%。 展开更多
关键词 热塑性复合材料 自动铺丝 原位成型 CF/PAEK 原位退火
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国产自动铺放干纤维渗透特性试验研究
10
作者 圣晓荣 吕良 +2 位作者 潘利剑 岳广全 刘卫平 《航空制造技术》 北大核心 2025年第19期144-150,共7页
本文对国产自动铺放干纤维的微观结构进行了表征分析,并与进口材料进行了对比。通过自制玻璃模具,采用中心注射的方法,改变国产自动铺放干纤维铺层层数,利用达西定律计算国产干纤维的渗透率,探究影响国产干纤维渗透率的因素。结果表明,... 本文对国产自动铺放干纤维的微观结构进行了表征分析,并与进口材料进行了对比。通过自制玻璃模具,采用中心注射的方法,改变国产自动铺放干纤维铺层层数,利用达西定律计算国产干纤维的渗透率,探究影响国产干纤维渗透率的因素。结果表明,国产干纤维在微观形貌上与进口干纤维TX1100具有相同的3层结构,国产干纤维网纱层纤维的平均直径为20μm,是TX1100的3倍;相同层数时,X方向的渗透率是Y方向的2倍左右;铺层层数增加时,X、Y两个方向的渗透率都增加,Z方向的渗透很难。牌号为231016FH的干纤维渗透率比231227FH大,231016FH成型后,复合材料纤维之间排列更紧密。 展开更多
关键词 国产干纤维 渗透率 自动铺放 液体成型 复合材料
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中国复合材料自动铺放技术研究进展 被引量：62
11
作者 文立伟 肖军 +4 位作者 王显峰 齐俊伟 王跃全 李勇 还大军 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期637-649,共13页
首先扼要介绍了复合材料自动铺放(自动铺带和自动铺丝)成形技术的原理、特点和该技术在国外航空航天领域的应用概况。然后系统介绍了近年来中国国内复合材料自动铺带的装备技术、软件技术和材料工艺技术的研发历程,总结了其关键技术的... 首先扼要介绍了复合材料自动铺放(自动铺带和自动铺丝)成形技术的原理、特点和该技术在国外航空航天领域的应用概况。然后系统介绍了近年来中国国内复合材料自动铺带的装备技术、软件技术和材料工艺技术的研发历程,总结了其关键技术的突破和应用进展,并指出开发低成本高效铺带技术是未来的重要方向。同时介绍了国内自动铺丝技术基础研究(装备、软件和工艺方法)的进展,并且着重介绍了南京航空航天大学自动铺丝应用技术(工业样机与材料工艺技术)的研发和应用情况。最后通过分析,归纳了自动铺丝技术应用研究的瓶颈问题,并提出了研究建议。 展开更多
关键词 先进复合材料 大型飞机 自动铺带 自动铺丝
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锥壳零件自动铺丝变角度轨迹规划算法 被引量：13
12
作者 韩振宇 李玥华 +1 位作者 富宏亚 邵忠喜 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期400-405,共6页
基于自动铺丝设备具有可灵活操作的铺放头及铺放所采用的预浸纤维丝宽度窄等特点,提出一种新型的铺层成型算法——变角度丝束铺放,其具有无间隙和无重叠的特点.以锥壳零件为例,首先建立此类零件几何特征的数学模型,推导出锥壳零件上任... 基于自动铺丝设备具有可灵活操作的铺放头及铺放所采用的预浸纤维丝宽度窄等特点,提出一种新型的铺层成型算法——变角度丝束铺放,其具有无间隙和无重叠的特点.以锥壳零件为例,首先建立此类零件几何特征的数学模型,推导出锥壳零件上任意轨迹的数学方程;然后提出变角度铺层的成型原理及方法,建立变角度轨迹规划算法的数学模型并推导出锥壳零件上任意变角度铺放路径及路径曲率的数学方程,再结合自动铺丝设备及预浸丝束自身特点对变角度铺层的可铺性进行分析.最后通过仿真实验对文中算法进行了验证. 展开更多
关键词 自动铺丝技术 锥壳零件 变角度纤维铺放 铺层 可铺性
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自由曲面构件的纤维铺放路径规划 被引量：30
13
作者 邵冠军 游有鹏 熊慧 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B11期144-148,共5页
针对复合材料纤维铺放工艺及其设备控制的特点,提出了复合材料构件CAE/CAM一体化纤维铺放路径优化设计方法。通过对构件模型的有限元分析,获得构件的内部应力分布,根据主应力的大小和方向合理规划出若干基准纤维铺放路径;提出了基于等... 针对复合材料纤维铺放工艺及其设备控制的特点,提出了复合材料构件CAE/CAM一体化纤维铺放路径优化设计方法。通过对构件模型的有限元分析,获得构件的内部应力分布,根据主应力的大小和方向合理规划出若干基准纤维铺放路径;提出了基于等距线、等分点原理的两种算法,对基准铺放路径进行均匀密化,实现整个构件曲面的纤维铺放路径规划;讨论了铺丝宽度和铺放精度的控制策略,并给出了铺放头压辊中心控制轨迹,以满足纤维铺放机械手的控制需求。 展开更多
关键词 纤维铺放 铺放路径规划 纤维复合材料 有限元分析 自由曲面
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新型纤维铺放头的方案设计与实验研究 被引量：13
14
作者 韩振宇 孟庆鑫 +1 位作者 路华 富宏亚 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期45-47,共3页
本文提出了一种新型的纤维铺放头总体机构和控制方案。该方案可实现纤维铺放时纤维纱的剪切、重送、夹紧、施压等功能。方案中利用气缸带动的铰链机构使得切刀或压头动作,实现纤维纱的剪切和夹紧;利用伺服电机驱动的摩擦轮和风力辅助的... 本文提出了一种新型的纤维铺放头总体机构和控制方案。该方案可实现纤维铺放时纤维纱的剪切、重送、夹紧、施压等功能。方案中利用气缸带动的铰链机构使得切刀或压头动作,实现纤维纱的剪切和夹紧;利用伺服电机驱动的摩擦轮和风力辅助的方法实现纤维纱的重送;利用气缸和压辊实现对纱带在模具表面的加压,通过调整气缸压力的大小来达到给定的压力。原理样机研制表明该装置夹紧、剪切动作迅速、可靠,重送位置准确,证明了该铺放头方案的可行性。 展开更多
关键词 纤维铺放 铺放头 方案设计
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复合材料管状结构自动铺丝路径算法 被引量：25
15
作者 王念东 刘毅 肖军 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期228-233,共6页
以母线为基础分段拟合生成铺丝路径.首先根据管状构件特点构造关键控制母线,通过插值生成所有母线作为铺丝参考路径,再采用与母线固定角度铺丝方法生成所有路径;然后讨论了对路径交叉和间隔情况的处理,并给出了铺丝精度控制策略;最后利... 以母线为基础分段拟合生成铺丝路径.首先根据管状构件特点构造关键控制母线,通过插值生成所有母线作为铺丝参考路径,再采用与母线固定角度铺丝方法生成所有路径;然后讨论了对路径交叉和间隔情况的处理,并给出了铺丝精度控制策略;最后利用CATIA V5R14及其二次开发环境实现了铺丝算法,并通过飞机S型进气道的应用,验证了该算法的正确性与有效性. 展开更多
关键词 自动铺丝 复合材料 进气道 CATIA CAA
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纤维曲线铺放的变刚度复合材料损伤失效试验研究 被引量：18
16
作者 杜宇 杨涛 +2 位作者 戴维蓉 李志猛 牛雪娟 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期826-830,共5页
根据纤维曲线铺放的变刚度复合材料层合板层内铺层角度的参考路径制备出铺层顺序分别为[±45/±〈45/60〉2/±〈15/30〉]s和[±45/±〈15/30〉/±〈45/60〉/±〈30/45〉]s的变刚度复合材料层合板,并对该变... 根据纤维曲线铺放的变刚度复合材料层合板层内铺层角度的参考路径制备出铺层顺序分别为[±45/±〈45/60〉2/±〈15/30〉]s和[±45/±〈15/30〉/±〈45/60〉/±〈30/45〉]s的变刚度复合材料层合板,并对该变刚度复合材料层合板在拉伸和弯曲载荷作用下的损伤破坏过程进行了试验研究,获得了该复合材料层合板的损伤破坏演化过程。通过对纤维直线和纤维曲线铺放的复合材料层合板的拉伸和弯曲试验进行对比,结果表明:在拉伸载荷作用下纤维曲线铺放比纤维直线铺放的复合材料层合板的极限载荷和强度提高了49%和42%,在弯曲载荷作用下的极限载荷和强度提高了28%和32%;纤维直线铺放的复合材料层合板的断口破坏较为严重。纤维曲线铺放的变刚度复合材料层合板的结构性能得到了显著提高。 展开更多
关键词 纤维曲线铺放 变刚度复合材料 极限载荷 强度 试验研究
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纤维铺放设备机械手臂末端运动轨迹的后置处理技术研究 被引量：6
17
作者 邵忠喜 富宏亚 韩振宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期2023-2029,共7页
在已知被铺放芯模和芯模铺放纤维轨迹的基础上,对数控铺放设备的后置处理算法进行了研究。通过铺放设备运动过程的分析,将这种冗余度机器人的七个关节分两个部分处理:主轴关节部分和机械手臂部分。运用机器人学相关原理建立杆件坐标系,... 在已知被铺放芯模和芯模铺放纤维轨迹的基础上,对数控铺放设备的后置处理算法进行了研究。通过铺放设备运动过程的分析,将这种冗余度机器人的七个关节分两个部分处理:主轴关节部分和机械手臂部分。运用机器人学相关原理建立杆件坐标系,通过机器人运动学的正解和逆解,得到了机械手臂六关节变量的解。提出利用投影向量法判断铺放螺旋轨迹方向。同时为了实现铺放过程的运动仿真,系统阐述了铺放轨迹的前期处理方法。分析了铺放头角度参数和位置参数的关系及铺放头角度参数的合理范围。最后通过铺放运动过程仿真,证明了所提出的后置处理算法和轨迹数据前期处理方法的正确性。 展开更多
关键词 纤维铺放 铺放机 冗余度机器人 后置处理 运动仿真
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S形进气道纤维铺放轨迹规划和优化方法 被引量：16
18
作者 邵忠喜 富宏亚 +1 位作者 韩振宇 刘源 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期855-861,共7页
为研究纤维铺放轨迹规划和优化算法,在分析等铺放角法和等距偏置法两种轨迹规划方法的基础上,提出基于纤维带边缘曲线的轨迹规划方法和纤维带丝束数量计算方法。在轨迹铺放角范围满足设计要求的前提下,将等铺放角法和等距偏置法两种轨... 为研究纤维铺放轨迹规划和优化算法,在分析等铺放角法和等距偏置法两种轨迹规划方法的基础上,提出基于纤维带边缘曲线的轨迹规划方法和纤维带丝束数量计算方法。在轨迹铺放角范围满足设计要求的前提下,将等铺放角法和等距偏置法两种轨迹规划方法相结合,提出以曲线在曲面内等距偏置为核心的铺放轨迹优化方法。该算法可以提高铺放设备的工作效率,并对纤维带丝束数量、纤维重叠面积、纤维间隙面积等铺放信息的计算方法进行了分析。最后将以上分析结果应用到S形进气道曲面的铺放轨迹规划中,证明了该铺放轨迹规划和优化方法的可行性。 展开更多
关键词 纤维铺放 轨迹规划 轨迹优化 S形进气道
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热塑性复合材料自动铺放过程中温度场研究 被引量：11
19
作者 宋清华 肖军 +3 位作者 文立伟 王显峰 范珏雯 石甲琪 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期83-91,共9页
自动铺放成型技术可以实现热塑性复合材料逐层"原位固结",在加工制造大型零部件、提高生产率、降低制造成本方面具有巨大的潜力。由于温度历程对复合材料构件成型质量有较大影响,本工作通过ANSYS软件模拟热源随铺放头移动、... 自动铺放成型技术可以实现热塑性复合材料逐层"原位固结",在加工制造大型零部件、提高生产率、降低制造成本方面具有巨大的潜力。由于温度历程对复合材料构件成型质量有较大影响,本工作通过ANSYS软件模拟热源随铺放头移动、铺放过程中预浸料不断被铺叠到底层预浸料上,获得复合材料铺层的温度场分布情况。同时构建基于WinCC flexible的温度场在线测量系统,对铺层温度进行在线采集和存储。实验结果表明,在铺放成型过程中,每一层预浸料的温度曲线出现多个峰值,且随着热气温度的升高,每层峰值温度逐渐增加,热气温度越高,铺层间峰值温度差越大,热电偶测量结果与仿真结果相差越小。通过对实验结果中的峰值温度与有限元模拟结果进行对比,证明了有限元仿真模型的正确性。研究结果表明,随着铺放速率的加快,每层峰值温度逐渐降低,为满足成型要求,当热风枪出口处热气温度最高为600℃时,最大铺放速率为1.2m/min。 展开更多
关键词 热塑性复合材料 自动铺放 有限元 温度场
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一种新型自动铺丝张力控制系统的研制 被引量：13
20
作者 韩振宇 王志斌 +1 位作者 路华 富宏亚 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期4-8,共5页
自动铺丝是一种重要的复合材料自动化成型工艺,而张力是影响自动铺丝制品质量的重要工艺参数。本文提出了一种以DSP为控制系统核心,以空压制动器以及气缸作为执行元件,以直线位移传感器作为反馈元件的新型张力控制系统,建立了张力控制... 自动铺丝是一种重要的复合材料自动化成型工艺,而张力是影响自动铺丝制品质量的重要工艺参数。本文提出了一种以DSP为控制系统核心,以空压制动器以及气缸作为执行元件,以直线位移传感器作为反馈元件的新型张力控制系统,建立了张力控制的数学模型,搭建了软硬件实验平台。基于该平台,分别开展了恒张力、张力阶跃和速度阶跃的实验研究。实验结果表明,所设计的张力控制系统响应快,张力动态波动率小,可以满足自动铺丝张力控制的要求。 展开更多
关键词 纤维铺放 张力控制系统
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