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三维编织(方型)异型结构件计算机辅助设计(CAD)系统

龙霞  
【摘要】: 本文主要介绍了在Windows环境下,利用Microsoft最新集成开发工具Visual C++.NET研制开发了应用于三维编织工艺设计的CAD系统。 首先在分析三维编织复合材料内部细观组织特性,即材料单胞内纤维束与基体在空间上的几何分布规律的基础上,建立了三维编织物的数学模型,为工艺设计提供理论基础。该单胞模型为一六面体形状,其取向平行于预制件的表面,且高为编织花节长。该模型中编织纱线具有椭圆形横截面,较已往圆形横截面的假设更接近于真实情况。经过对三维编织细观结构的拓扑分析,建立了编织工艺参数之间的关系,如编织角、编织花节长、纤维体积含量、复合材料的尺寸等。在此基础上,推导出三维编织工艺设计中用于排纱设计的数学公式,通过迭代法可以计算出主要的编织工艺参数。 该系统是应用于复合材料三维编织工艺设计阶段的专业性应用软件,采用面向对象技术编程,可在普通PC机上运行,不象以前的系统只能在特定的系统环境下运行。该系统采用Windows标准界面,运算速度快,用户接口友好,主要由文件子系统、绘图子系统和排纱设计子系统组成,实现了三维编织预制件的横截面的图形绘制、拾取、编辑、存储等功能,并可以实现工艺设计中的排纱设计。经实验验证,计算值和实验中的测量值吻合较好。该系统的研制,使三维编织工艺设计由计算机来实现,它使得工程技术人员不必把大量的精力耗费在繁琐的计算中,提高了设计的精度,加快了设计的速度,为提高三维编织工艺设计的质量做出了有意义的探索。


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