干纖維增強(qiáng)橡膠膨脹節(jié)纏繞線型設(shè)計(jì)及軌跡研究.pdf

1、橡膠膨脹節(jié)作為一種能自由伸縮的彈性補(bǔ)償元件，相比較于目前國(guó)內(nèi)使用的金屬膨脹節(jié)具有良好的耐腐蝕性能、較高的沖擊強(qiáng)度和優(yōu)異的減振降噪特性等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于大型管道輸送。傳統(tǒng)的橡膠膨脹節(jié)采用橡膠簾子布手動(dòng)或半自動(dòng)纏繞/鋪放成型，效率低且在受壓時(shí)無(wú)法優(yōu)化纖維方向，無(wú)法起到很好的承壓作用。本文研究的干纖維增強(qiáng)橡膠膨脹節(jié)纏繞工藝可充分發(fā)揮纖維作用，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化纏繞成型，提高效率、質(zhì)量、產(chǎn)品一致性，建立等張力模型并進(jìn)行纏繞線型設(shè)計(jì)及軌跡研究及優(yōu)化。<

2、br>　　本文首先根據(jù)網(wǎng)格理論和薄膜理論分析干纖維纏繞成型工藝的原理，并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了橡膠膨脹節(jié)等張力模型的控制方程，確定影響子午線形狀的三個(gè)主要參數(shù)，并使用Matlab軟件仿真出三維模型，通過(guò)分析各參數(shù)變化對(duì)模型性能的影響，提出在合理的參數(shù)范圍內(nèi)選擇子午線形狀。然后在前面基本原理分析和模型建立的基礎(chǔ)上，分析在受到同等拉力的基礎(chǔ)上，采用測(cè)地線纏繞的膨脹節(jié)比采用螺旋纏繞在用紗量和滑移程度上的優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)橡膠膨脹節(jié)等張力模型進(jìn)行線型設(shè)計(jì)。

3、采用數(shù)值模擬技術(shù)分別對(duì)膨脹節(jié)等張力模型表面的波紋段和圓柱段的測(cè)地線纏繞規(guī)律進(jìn)行了計(jì)算，并對(duì)法蘭部分纏繞線型進(jìn)行了分析，并對(duì)纖維纏繞覆蓋率進(jìn)行了分析。最后對(duì)出紗點(diǎn)軌跡規(guī)劃及仿真結(jié)果分析。根據(jù)等張力模型控制方程建立含法蘭在內(nèi)的單波紋橡膠膨脹節(jié)模型并用已計(jì)算的測(cè)地線纏繞算法對(duì)進(jìn)行線型仿真并得到落紗點(diǎn)坐標(biāo)。應(yīng)用Matlab軟件根據(jù)出紗點(diǎn)運(yùn)動(dòng)形狀對(duì)出紗點(diǎn)各個(gè)方向進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)軌跡仿真和分析。
　　仿真驗(yàn)證了本研究工藝可實(shí)現(xiàn)橡膠膨脹節(jié)的自動(dòng)化纏繞