回轉(zhuǎn)體纏繞線型設(shè)計(jì)及軌跡規(guī)劃研究.pdf_第1頁(yè)
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1、因?yàn)槔w維纏繞復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比剛度均高、可靠性好、密度小、抗腐蝕,在燃料貯箱、導(dǎo)彈運(yùn)載筒、天然氣瓶、管道、建筑等方面取得了廣泛的應(yīng)用,纖維纏繞復(fù)合材料制品的纏繞軌跡可設(shè)計(jì)性強(qiáng),且纖維的排布狀態(tài)決定制品的機(jī)械性能,因此對(duì)纖維纏繞帶橢圓封頭的組合回轉(zhuǎn)體的線型的研究具有很重要的理論指導(dǎo)意義和工程實(shí)用價(jià)值。本文將研究適用于四自由度纏繞機(jī)的測(cè)地線纏繞線型和運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)軌跡。
  本文首先分析了纖維纏繞技術(shù)所必須滿(mǎn)足的纏繞定理,纖維纏繞的線

2、型規(guī)律,以及影響纖維纏繞制品機(jī)械性能的纏繞參數(shù)。然后建立了帶有橢圓型封頭的組合回轉(zhuǎn)體的數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)纖維纏繞定理對(duì)帶有橢圓型封頭的組合回轉(zhuǎn)體模型進(jìn)行單纏繞周期線型設(shè)計(jì),用相當(dāng)圓的方法計(jì)算出橢圓型封頭表面的測(cè)地線,根據(jù)微分幾何的相關(guān)知識(shí)求解出圓柱體段表面的的測(cè)地線,根據(jù)芯軸上當(dāng)前落紗點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置關(guān)系求解出落紗點(diǎn)坐標(biāo)和芯軸轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系式。然后對(duì)組合回轉(zhuǎn)體的完整纏繞進(jìn)行了設(shè)計(jì),主要包括纏繞每層的切點(diǎn)數(shù)、兩相鄰切點(diǎn)之間的紗線擬合數(shù)和完成整個(gè)

3、制品的纏繞所需的纏繞層數(shù)。再根據(jù)絲嘴坐標(biāo)與落紗點(diǎn)之間的幾何關(guān)系,計(jì)算出橫向伸臂運(yùn)動(dòng)和小車(chē)的縱向往返運(yùn)動(dòng)與芯軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。之后根據(jù)在整個(gè)纏繞過(guò)程中纖維紗寬保持恒定的條件,計(jì)算出絲嘴的翻轉(zhuǎn)角與芯軸轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系式。
  本文中應(yīng)用 MATLAB仿真軟件對(duì)文中規(guī)劃的各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了驗(yàn)證仿真。本文分別從“自由纖維為定長(zhǎng)”和“絲嘴在預(yù)設(shè)的軌跡上運(yùn)動(dòng)”兩個(gè)方面對(duì)纏繞過(guò)程中的各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)軌跡做了仿真驗(yàn)證分析,對(duì)不同切點(diǎn)數(shù)及相同

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