自動(dòng)鋪絲技術(shù)鋪層設(shè)計(jì)的研究.pdf

1、復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用在很大程度上取決于復(fù)合材料的成型制造技術(shù)。自動(dòng)鋪絲技術(shù)是在纖維纏繞和自動(dòng)鋪帶技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種先進(jìn)的復(fù)合材料成型方法，在降低復(fù)合材料構(gòu)件制造成本，提高生產(chǎn)效率和構(gòu)件性能等方面具有極大的潛力，得到工業(yè)發(fā)達(dá)國家的高度重視。該成型方法的核心技術(shù)由歐美發(fā)達(dá)國家掌握并對(duì)我國進(jìn)行技術(shù)封鎖，國內(nèi)進(jìn)行了大量研究但仍有很大的差距。
　　自動(dòng)鋪絲技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及材料技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)、機(jī)械裝備技術(shù)等各項(xiàng)技

2、術(shù)。本課題對(duì)該技術(shù)中的鋪層設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下：
　?。?）本課題是武漢理工大學(xué)復(fù)合材料纏繞裝備研究所的預(yù)研項(xiàng)目。通過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)和資料，對(duì)自動(dòng)鋪絲技術(shù)的課題背景、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和研究意義目的進(jìn)行了介紹。
　　（2）對(duì)自動(dòng)鋪絲鋪層設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。鋪層設(shè)計(jì)是根據(jù)增強(qiáng)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(duì)于總層數(shù)的比例，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。首先將復(fù)材構(gòu)件分為

3、三個(gè)結(jié)構(gòu)層次—單層、層合板和制品結(jié)構(gòu)；然后根據(jù)復(fù)合材料力學(xué)基礎(chǔ)對(duì)層合板的力學(xué)性能、強(qiáng)度理論進(jìn)行分析；最后在參閱分析以往資料的基礎(chǔ)上提出了常用鋪層設(shè)計(jì)方法和自動(dòng)鋪絲技術(shù)鋪層設(shè)計(jì)原則。
　?。?）以不同厚度的制品表面鋪層為研究對(duì)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(duì)兩種方案進(jìn)行優(yōu)劣分析，并運(yùn)用有限元法對(duì)其簡(jiǎn)化模型進(jìn)行了研究，證明了交替鋪放的方案更有利于構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。
　?。?）提出了自動(dòng)鋪絲技術(shù)鋪層