復(fù)合材料構(gòu)件纖維鋪覆仿真及特征建模技術(shù)研究.pdf

1、目前國(guó)內(nèi)大多采用手工為主的傳統(tǒng)復(fù)合材料加工制造方式,這種方式成本高,精度低,一旦有缺陷需重新加工,大大增加了生產(chǎn)周期。針對(duì)手工鋪覆存在的種種問題以及對(duì)飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件生產(chǎn)制造要求的日益提高,迫切需要全面應(yīng)用數(shù)字化技術(shù),逐步實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料構(gòu)件設(shè)計(jì)、制造的數(shù)字化和一體化。本文在閱讀國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,從幾何角度研究了二維預(yù)成型體向三維曲面映射的相關(guān)問題,重點(diǎn)研究并設(shè)計(jì)了復(fù)合材料數(shù)字化鋪層算法,同時(shí)研究了復(fù)合材料領(lǐng)域特征建模技術(shù),初步構(gòu)建了

2、復(fù)合材料鋪覆仿真系統(tǒng)。
　　設(shè)計(jì)了復(fù)合材料建模與鋪覆仿真系統(tǒng)總體框架。分析了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材成型過程中的關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)學(xué)問題,利用幾何映射法建立了單絲及織物兩種不同類型二維復(fù)合材料預(yù)成型體到三維空間曲面映射的數(shù)學(xué)模型。
　　設(shè)計(jì)了基于非離散曲面信息的單向纖維測(cè)地等距線鋪覆算法、單向纖維SIB(Surface Information Based)鋪覆算法,給出了算法實(shí)例,通過對(duì)比驗(yàn)證了SIB法的可靠性,分析了兩種算法的在精度、計(jì)

3、算資源耗費(fèi)等方面的優(yōu)劣及其各算法適用條件。
　　設(shè)計(jì)了基于非離散曲面信息的雙軸織物解析鋪覆算法、直桿鋪覆算法、測(cè)地線調(diào)整鋪覆算法及雙軸織物SIB(Surface Information Based)鋪覆算法,分析了四種算法的鋪覆精度、計(jì)算時(shí)間、誤差來源及算法適用條件,給出了算法實(shí)例。
　　建立了復(fù)合材料構(gòu)件特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),提出了系統(tǒng)支撐庫(kù)總體設(shè)計(jì)方案,初步建立了復(fù)合材料特征庫(kù)、信息庫(kù)、零件庫(kù)等支撐庫(kù),實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的