基于結(jié)構(gòu)設(shè)計的開孔曲面自調(diào)節(jié)鋪絲軌跡規(guī)劃算法研究.pdf

1、自動鋪絲軌跡規(guī)劃作為復(fù)合材料自動鋪絲技術(shù)（AFP）的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)之一，對鋪放質(zhì)量、生產(chǎn)效率、材料利用率、制造成本有著重大的影響，并直接決定著成型構(gòu)件的性能。本文以改善自動鋪絲過程的鋪放工藝性和解決開孔曲面軌跡規(guī)劃問題為目標(biāo)，開展了相關(guān)研究。
　　首先，提出一種自動鋪絲軌跡規(guī)劃算法——基于結(jié)構(gòu)設(shè)計的自調(diào)節(jié)軌跡規(guī)劃算法，并將曲面網(wǎng)格化應(yīng)用至軌跡規(guī)劃當(dāng)中。新算法使預(yù)浸紗軌跡由結(jié)構(gòu)設(shè)計確定的鋪放方向按特定方式向測地線方向偏轉(zhuǎn)，從而減小預(yù)浸紗變

2、形以兼顧自動鋪絲中的鋪放工藝要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。另外，歸納現(xiàn)有固定角度算法及其優(yōu)缺點(diǎn)，闡述了鋪放曲面網(wǎng)格化的優(yōu)勢和應(yīng)用STL（Stereo Lithography）文件進(jìn)行網(wǎng)格劃分的原因，并將固定角度算法和自調(diào)節(jié)算法引入網(wǎng)格化曲面。
　　其次，提出一種開孔曲面軌跡規(guī)劃方法，并解決軌跡規(guī)劃后處理問題。針對開孔曲面自動鋪絲軌跡規(guī)劃問題，在前處理過程中采用STL文件提取網(wǎng)格曲面信息并進(jìn)行開孔曲面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重建，并將孔邊界內(nèi)外曲面完整接合。

3、按孔邊界對由設(shè)定算法得到“連續(xù)”軌跡上的系列點(diǎn)信息進(jìn)行整理，求得最終點(diǎn)信息以滿足后置處理的需要。其中，研究了網(wǎng)格曲面上孔邊界與軌跡線求取交點(diǎn)的兩種方案——迭代法和投影法，在分析比較精度和效率因素后，認(rèn)為后一方法更適用于開孔曲面的邊界處理。另外，提出三種原則的軌跡規(guī)劃后處理方法，以解決最短鋪放長度問題：全部保留優(yōu)先向后延伸原則、全部保留優(yōu)先向前延伸原則和最短保留長度原則的后處理方法，并進(jìn)行算法效率比較和重疊率分析。
　　最后，采用V