基于特定零件模型的纤维缠绕线型和机构方案研究

【摘要】： 纤维增强塑料是一种具有比强度高、比刚度高、低密度、耐腐蚀性等优越性能的复合材料，纤维缠绕是纤维增强塑料成型工艺的一种，它在航空、航天等领域得到了广泛的应用。 本文主要针对特殊的零件模型，进行了纤维缠绕线型的设计，并且提出了实现这种线型缠绕的缠绕机的轮廓模型。 首先，在对缠绕线型及其规律进行分析的基础上，根据零件的中心不在同一条直线上这一特殊性，从工艺角度出发，对零件提出了工艺上的改进。改进包括在零件的两端增加了端头部分，改进了过渡区的形状。在此基础上对零件分段进行了测地线缠绕算法的设计。在缠绕线型的设计过程中，部分考虑了缠绕的运动控制过程。经过改进后，使线型更为均匀。 其次，在提出了相应的线型以后，参考国内外现有缠绕机的原理，根据零件算法的特殊性，提出了多种缠绕机的方案，经过比较，确定了以绕丝嘴转动，芯模相对移动为基础的缠绕机的轮廓模型。 最后，解决了该缠绕机方案中会出现的纤维来源不易布置的问题，并在提出了工作台的布局方案以后，结合缠绕线型，简单分析了缠绕机各个方向上的运动规律，验证了此缠绕机的有效性。