自動鋪絲技術鋪層設計的研究.pdf

1、復合材料的廣泛應用在很大程度上取決于復合材料的成型制造技術。自動鋪絲技術是在纖維纏繞和自動鋪帶技術的基礎上發(fā)展起來的一種先進的復合材料成型方法，在降低復合材料構件制造成本，提高生產(chǎn)效率和構件性能等方面具有極大的潛力，得到工業(yè)發(fā)達國家的高度重視。該成型方法的核心技術由歐美發(fā)達國家掌握并對我國進行技術封鎖，國內進行了大量研究但仍有很大的差距。
　　自動鋪絲技術是一項系統(tǒng)工程，涉及材料技術、計算機技術、數(shù)字制造技術、機械裝備技術等各項技

2、術。本課題對該技術中的鋪層設計基礎理論進行了研究，主要內容如下：
　?。?）本課題是武漢理工大學復合材料纏繞裝備研究所的預研項目。通過查閱國內外相關文獻和資料，對自動鋪絲技術的課題背景、國內外研究現(xiàn)狀和研究意義目的進行了介紹。
　?。?）對自動鋪絲鋪層設計進行研究。鋪層設計是根據(jù)增強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，是結構設計的基礎。首先將復材構件分為

3、三個結構層次—單層、層合板和制品結構；然后根據(jù)復合材料力學基礎對層合板的力學性能、強度理論進行分析；最后在參閱分析以往資料的基礎上提出了常用鋪層設計方法和自動鋪絲技術鋪層設計原則。
　　（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。對兩種方案進行優(yōu)劣分析，并運用有限元法對其簡化模型進行了研究，證明了交替鋪放的方案更有利于構件的強度、剛度和穩(wěn)定性。
　?。?）提出了自動鋪絲技術鋪層