紗架與鋪絲頭一體化纖維鋪放系統(tǒng)研究.pdf

1、復合材料的優(yōu)良性能決定了其在航空航天領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展空間，然而由于我國復合材料成型技術(shù)起步較晚，如今缺乏先進的成型技術(shù)已成為制約我國復合材料推廣的主要原因之一。自動纖維鋪放技術(shù)作為先進的復合材料成型技術(shù)，具有極好的工件適應性，可以完成各種復雜曲面的鋪放。我國現(xiàn)階段研制出來的鋪放樣機還不能滿足實際工業(yè)生產(chǎn)的需要。本文在充分調(diào)研國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上，針對目前鋪放設(shè)備絲束傳輸路徑長、絲束易扭曲纏繞等問題，提出了紗架與鋪絲頭一體化纖維鋪放設(shè)備的

2、研制思路。
　　按照模塊化的思想對鋪絲頭及紗架的功能原理進行了詳細的分析，得到了各模塊設(shè)計的詳細要求，為鋪絲頭的設(shè)計打下了基礎(chǔ)。在結(jié)合了理論分析結(jié)果及國內(nèi)樣機常見問題的基礎(chǔ)上，按照8路絲束的要求對鋪絲頭的絲束布局、模塊布局、各模塊功能實現(xiàn)進行了設(shè)計，并對鋪絲頭裝拆及調(diào)整的便捷性進行了設(shè)計。按照4路絲束的要求對紗架的基體、張力控制機構(gòu)、收膜機構(gòu)、導向機構(gòu)進行了設(shè)計。得到了各模塊的多種設(shè)計方案，根據(jù)龍門光機的連接形式等實際需求對各方案

3、進行了對比分析，選擇出了最優(yōu)方案。通過計算分析將各方案具體化，并建立了紗架與鋪絲頭一體化結(jié)構(gòu)的三維模型。
　　建立了自動纖維鋪放機整體三維模型，利用有限元軟件對其進行了靜力學分析及模態(tài)分析，在分析過程中對直線導軌結(jié)合面進行了處理。根據(jù)分析結(jié)果，提出了結(jié)構(gòu)改進方案。最終通過對龍門及紗架支座的改進使得自動纖維鋪放機的整機剛度提高了一倍，一階共振頻率提高了近50％。
　　根據(jù)所設(shè)計的自動纖維鋪放機的運動控制需求，選擇了開放式數(shù)控系