方宜武
,
王显峰
,
顾善群
,
肖军
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.04.009
根据自动铺丝过程中预浸料的受力特点,建立预浸料的侧向弯曲变形模型.利用最小势能原理、瑞利-利兹法以及相关的复合材料力学理论,推导出预浸料侧向屈曲半径公式.研究自动铺丝温度、压力、速度、黏附力等主要工艺参数对侧向弯曲性能的影响,并用自动铺丝机铺放不同半径的预浸料圆弧进行验证.结果表明:随着温度增大、压力和速度减小,预浸料的侧向弯曲性能提高;增加预浸料黏附力可显著提高其侧向弯曲性能,符合理论分析结果.
关键词:
自动铺丝
,
预浸料
,
侧向弯曲
,
屈曲半径
,
工艺参数
李善缘
,
王小平
,
朱丽君
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2009.02.006
针对复合材料自动铺丝路径规划问题,提出了一种新的基于正交投影的铺丝路径生成算法.首先根据铺丝意图设计空间曲线,然后正交投影到铺丝面上,利用经典的微分几何方法建立特征投影曲线的微分方程,用数值方法求解得到铺丝面上数据点,并用B样条曲线拟合这些点即是铺丝参考线,再对其进行等距得到一条铺丝路径,进而得到所有路径.经过算例进行验证,该算法能实现任意方向的纤维铺放,满足铺丝技术工艺要求.应用本文的研究成果,在CATIA利用CAA中完成了自由曲面的铺丝路径仿真.
关键词:
复合材料
,
自动铺丝
,
正交投影
,
B样条
,
仿真
李燕元
,
王小平
,
王志国
,
朱丽君
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.05.007
提出了一种基于管道曲面广义螺旋线的铺丝路径生成算法,把芯模曲面的铺丝路径规划问题转化为求解该曲面上的广义螺旋线.利用管道曲面广义螺旋线算法,通过求解初值问题的一阶常微分方程组就可得到精确的位于芯模面上的铺丝路径.该算法具体计算可以利用功能强大的计算软件Matlab中的ODE45函数,该函数是基于自适应的4-5阶龙格-库塔算法,因而可构造具有相对误差以及绝对误差的控制机制的铺丝路径.经过算例验证,该算法操作简单,精度能够满足铺丝技术工艺要求.
关键词:
路径规划
,
复合材料
,
自动铺丝
,
广义螺旋线
,
龙格-库塔算法
谢飞
,
文立伟
,
肖军
,
李志慧
玻璃钢/复合材料
在直接预浸法制备自动铺丝预浸纱过程中,展纱宽度是影响预浸纱质量的一个关键因素.借助高速数字图像传感器,研究了展纱机构中,纤维束在错位排列的展纱辊/展纱杆上的展开规律和机理.研究结果表明,展纱杆对纤维束的展开作用明显优于展纱辊,纤维张力的增大、纤维束在展纱杆上包角的增大均有利于纤维束的展开;当纤维牵引速率较低时,纤维束的展开宽度随速率的增大而增大;纤维张力利于纤维束的展开,但是过大的张力会使纤维束展开不稳定,宽度波动较大,且易出现劈裂和纤维损伤的缺陷.该研究结果为自动铺丝预浸纱制备工艺提供了指导.
关键词:
自动铺丝
,
预浸纱
,
展纱宽度
,
纤维张力
,
展纱辊/展纱杆
尹纪龙
,
沈景凤
,
章志东
玻璃钢/复合材料
本文针对复合材料回转体类构件,提出了回转体构件自动铺丝轨迹规划算法.应用管道的数学模型,建立了基于三次样条插值的自动铺丝轨迹规划模型.首先探讨了通过三次样条插值对芯模中心线方程的求取,进而建立芯模参数曲面方程,最后提出适用于回转体类构件的铺丝路径生成算法.应用本文的研究成果,在MATLAB中完成实例验证.结论表明,该算法生成的铺丝轨迹能够满足实际铺丝的工艺要求和工程需要.
关键词:
复合材料
,
自动铺丝
,
轨迹规划
,
三次样条插值
黄威
,
王显峰
,
肖军
玻璃钢/复合材料
为研究复合材料锥壳固定角自动铺丝轨迹的铺放工艺性,通过分析预浸纱变形的主要机制,提出以预浸纱的压缩应变作为铺放工艺性的评判标准,发现预浸纱压缩应变主要由轨迹的测地曲率决定,于是通过证明圆锥对数螺线与固定角轨迹的等价性,推导得到圆锥对数螺线的测地曲率计算公式.通过研究预浸纱压缩应变随圆锥截面直径的变化关系,发现圆锥固定角轨迹上预浸纱的压缩应变随着圆锥截面直径的减小而增大,同一截面处预浸纱的压缩应变随着铺放角的增大而增大,同一截面处预浸纱的压缩应变随着锥角的增大而增大.最后,以X850预漫纱进行铺放实验,验证了本文观点的正确性.
关键词:
复合材料
,
自动铺丝
,
固定角
,
测地曲率
,
工艺性
朱腾飞
,
文立伟
,
肖军
,
蔡志强
玻璃钢/复合材料
以自动铺丝机所需的预浸窄带作为研究背景,结合自行研制的16丝束预浸带分切卷绕机对卷绕张力开展研究,简要分析讨论了卷绕张力对预浸窄带分切质量、卷绕质量的影响.为了保证预浸窄带的分切质量与卷绕质量,区别于传统的PID控制算法,重点探讨分析了模糊PID算法在闭环控制系统中的应用,将其运用到卷绕张力的精确控制策略中,实现了小张力的精确控制.控制精度可达0.1N,满足预浸窄带的分切要求,保证了分切与卷绕质量,提高了铺丝质量.
关键词:
自动铺丝
,
预浸带
,
分切卷绕
,
模糊PID
,
张力控制
蔡志强
,
肖军
,
文立伟
,
王东立
,
吴瑶平
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000157
为保证预浸纱自动铺放成型制件的性能,基于图像处理技术,根据预浸纱表面图像沿纤维方向灰度均匀的特性,提出了一种结合灰度补偿和差影分割的缺陷分割算法.利用图像灰度补偿矩阵对图像进行灰度补偿,依据图像的灰度误差服从正态分布的特点剔除图像矩阵中的极大误差点,并建立标准背景图像,以允许差值系数K作为判据进行差影分割.结果表明:该算法对气泡、异物两种典型铺放缺陷分割效果好、速度快,为实现自动铺放缺陷在线监测提供了良好的理论基础.
关键词:
自动铺丝
,
缺陷检测
,
灰度补偿
,
质心分割
,
差影算法
