T形管纏繞線型設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā).pdf

1、纖維纏繞技術(shù)是復(fù)合材料重要的加工技術(shù)之一，纖維纏繞制品擁有傳統(tǒng)材料所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在航空航天以及民用化工等領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛。纖維纏繞的T形管制品，由于具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕和耐腐蝕等特點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。國(guó)內(nèi)對(duì)于T行管纏繞軌跡的研究較少，多數(shù)停留在理論分析方面，并沒(méi)進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證。合理的纏繞軌跡可以實(shí)現(xiàn)T形管的完整布線，提高制品的綜合性能，擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用空間。借助于運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)，可以對(duì)纏繞過(guò)程進(jìn)行觀察與分析，降低研發(fā)成本，縮短生產(chǎn)

2、周期，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題。因此，纏繞線型的設(shè)計(jì)以及仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，對(duì)促進(jìn)T形管的發(fā)展與應(yīng)用有著重要意義。
　　T形管屬于非回轉(zhuǎn)體異形結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的纏繞理論和方法不再適用，本文針對(duì)兩種常用類型T形管，分別設(shè)計(jì)了不同的纏繞線型，完成了整體纖維纏繞。確定了纏繞過(guò)程中，軌跡、軌跡曲率以及步長(zhǎng)的計(jì)算方法和調(diào)整流程，對(duì)纖維是否產(chǎn)生滑線和架空現(xiàn)象進(jìn)行了判斷和調(diào)整。通過(guò)在過(guò)渡區(qū)域進(jìn)行合理布點(diǎn)，以及對(duì)軌跡間距的控制，解決了過(guò)渡區(qū)域布線不完整和軌跡

3、不規(guī)律的問(wèn)題。
　　為了準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)纏繞軌跡、避免纖維在纏繞過(guò)程中發(fā)生多次扭轉(zhuǎn)，針對(duì)T形管設(shè)計(jì)了專用的6自由度纏繞機(jī)床模型。該機(jī)床模型由轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)和龍門式移動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，具有較好的靈活性，便于T形管的裝夾。通過(guò)設(shè)定空間坐標(biāo)系，建立了纏繞機(jī)各構(gòu)件之間的位姿轉(zhuǎn)換公式。通過(guò)對(duì)吐絲嘴以及T形管進(jìn)行獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)學(xué)求解，最終實(shí)現(xiàn)了纖維纏繞的后置處理。本文采用了兩種后置處理方法，最終順利地實(shí)現(xiàn)了不同線型的纏繞。
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