變剛度復(fù)合材料構(gòu)件的纖維曲線鋪放路徑規(guī)劃與成型研究.pdf

1、自動纖維鋪放技術(shù)作為一種比較前沿先進的復(fù)合材料制造技術(shù)，已經(jīng)得到了國內(nèi)外相關(guān)研究機構(gòu)的廣泛關(guān)注，并且取得了一些可觀的研究成果。我國的纖維鋪放技術(shù)還處在起步階段，所以研究和發(fā)展此項技術(shù)對于提高我國的高性能復(fù)合材料產(chǎn)品的制造水平具有重大的意義。因此，對自動纖維鋪放技術(shù)中的路徑規(guī)劃和鋪放成型進行了系統(tǒng)性的研究。
　　采用變剛度纖維曲線鋪放的方法對圓柱芯模和自由曲面芯模進行了路徑規(guī)劃。應(yīng)用MATLAB軟件，開發(fā)了一套適用于圓柱芯模的變剛度

2、曲線路勁規(guī)劃程序。此程序可以實現(xiàn)任意圓柱芯模的任意角度和方向的路徑規(guī)劃，并保存規(guī)劃后的路徑信息。應(yīng)用Solidworks API二次開發(fā)平臺，編程完成自由曲面芯模的路徑規(guī)劃，提出了基于IGES格式分析路徑信息的方法。此方法由于不受曲面形狀的限制，減少了一部分運算。采用NURBS曲線對纖維曲線路徑進行了離散，擬合，節(jié)點細化和再擬合，最終獲得符合鋪放精度的路徑點。
　　對六自由度鋪放機器人進行建模和運動學分析，且為了擴大鋪放機器人的工

3、作范圍，使得鋪放機器人在鋪放過程中的本體姿態(tài)得到優(yōu)化，增加了一臺兩自由度變位機協(xié)調(diào)鋪放機器人完成工作，為后續(xù)的鋪放仿真實驗奠定基礎(chǔ)。
　　在Solidworks軟件環(huán)境中，搭建纖維鋪放系統(tǒng)，并根據(jù)路徑點信息建立圓柱芯模表面的位姿信息;采用幾何法對鋪放機器人與變位機的協(xié)調(diào)工作兩種狀態(tài)進行計算，實現(xiàn)變剛度纖維曲線的路徑規(guī)劃仿真。仿真完成后對兩種工作狀態(tài)下的鋪放機器人各主要關(guān)節(jié)的角位移、角速率進行分析，通過分析驗證鋪放頭勻速運動，變位機