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
杨竣博
,
宋笔锋
,
钟小平
复合材料学报
连续丝束剪切(CTS)作为一种新的丝束变角度(VAT)铺放技术,能克服传统的自动铺丝技术(AFP)的诸多缺陷.鉴于此,分别采用CTS和AFP这2种技术铺设而成的VAF层合板为研究对象,对其屈曲性能进行了有限元分析;在施加相同端部轴向位移的条件下,以铺层顺序[90±＜0|75＞]4s为例,对比分析了2种层合板的内力分布;最后,讨论了丝束最小转弯半径对2种铺放技术的影响.结果表明:CTS层合板因其变厚度的特性,其屈曲性能优于AFP层合板;与AFP技术受制于最小转弯半径,导致其在小尺寸结构中的应用受到限制相比,CTS技术适用于各种尺寸的层合板.
关键词:
层合板
,
丝束变角度
,
连续丝束剪切
,
自动铺丝技术
,
最小转弯半径
宋清华
,
肖军
,
立伟
,
王显峰
,
潘杰
,
黄晓川
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160304.002
基于热塑性复合材料(TPC)自动纤维铺放(AFP)原位固结技术，开展热塑性复合材料 AFP 装备技术研究，分析 AFP平台的功能需求，提出平台总体规划方案，设计开发热塑性复合材料自动铺丝头，并提出预浸纱张力控制方案、精确送纱及温度闭环控制方案。在此基础上，设计 AFP系统可行性验证实验，证明方案的可行性和平台的实用价值。结果表明：本实验平台针对热塑性复合材料铺放特点，优化张力与铺放速度匹配，实现预浸纱动态恒张力铺放，确保成型构件质量；实验平台调控铺放速度与送纱协调，实现精确定位，保障成型构件尺寸；建立了铺放速度与加热功率、热流分布关系，实现高精度温度场分布控制。虽 AFP成型构件的力学性能比热模压成型构件的力学性能低约20%，但为热塑性复合材料 AFP装备技术的广泛应用奠定了基础。
关键词:
热塑性复合材料
,
自动纤维铺放
,
原位固结
,
控制方案
,
力学性能
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
曹忠亮
,
韩振宇
,
富宏亚
玻璃钢/复合材料
自动纤维铺丝是一种非常重要的复合材料自动化成型方法.提出了一种新型的纤维铺丝机的总体机构和控制系统方案,利用气缸为执行元件带动切刀和压辊,实现纤维的剪切和夹紧,构建以直线位移传感器为反馈元件的新型张力控制系统,同时设计一种基于主流的工控机(IPC)+运动控制器(UMAC)相结合的开放式控制系统方案,最后进行相关的铺丝实验.运行结果表明,各轴运动情况良好,控制系统整体运行稳定,各模块设计合理,达到了预期效果.
关键词:
自动纤维铺丝
,
复合材料
,
控制系统
,
UMAC
,
铺丝机
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
