干纖維增強橡膠膨脹節(jié)纏繞線型設計及軌跡研究.pdf

1、橡膠膨脹節(jié)作為一種能自由伸縮的彈性補償元件，相比較于目前國內(nèi)使用的金屬膨脹節(jié)具有良好的耐腐蝕性能、較高的沖擊強度和優(yōu)異的減振降噪特性等優(yōu)點，主要應用于大型管道輸送。傳統(tǒng)的橡膠膨脹節(jié)采用橡膠簾子布手動或半自動纏繞/鋪放成型，效率低且在受壓時無法優(yōu)化纖維方向，無法起到很好的承壓作用。本文研究的干纖維增強橡膠膨脹節(jié)纏繞工藝可充分發(fā)揮纖維作用，為實現(xiàn)自動化纏繞成型，提高效率、質(zhì)量、產(chǎn)品一致性，建立等張力模型并進行纏繞線型設計及軌跡研究及優(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，并在此基礎上推導出了橡膠膨脹節(jié)等張力模型的控制方程，確定影響子午線形狀的三個主要參數(shù)，并使用Matlab軟件仿真出三維模型，通過分析各參數(shù)變化對模型性能的影響，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上，分析在受到同等拉力的基礎上，采用測地線纏繞的膨脹節(jié)比采用螺旋纏繞在用紗量和滑移程度上的優(yōu)點。針對橡膠膨脹節(jié)等張力模型進行線型設計。

3、采用數(shù)值模擬技術分別對膨脹節(jié)等張力模型表面的波紋段和圓柱段的測地線纏繞規(guī)律進行了計算，并對法蘭部分纏繞線型進行了分析，并對纖維纏繞覆蓋率進行了分析。最后對出紗點軌跡規(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)模型并用已計算的測地線纏繞算法對進行線型仿真并得到落紗點坐標。應用Matlab軟件根據(jù)出紗點運動形狀對出紗點各個方向進行了運動軌跡仿真和分析。
　　仿真驗證了本研究工藝可實現(xiàn)橡膠膨脹節(jié)的自動化纏繞