【摘 要】
：
热塑性复合材料以其低制造成本、良好的可焊接性等优点渐渐成为国内外学者的研究热点。相较于国外在该领域的研究,我国对热塑性复合材料铺放技术的研究相对落后,且对于机械性
论文部分内容阅读
热塑性复合材料以其低制造成本、良好的可焊接性等优点渐渐成为国内外学者的研究热点。相较于国外在该领域的研究,我国对热塑性复合材料铺放技术的研究相对落后,且对于机械性能优越的聚醚醚酮材料的铺放设备及工艺的研究更少。热塑性复合材料铺放工艺的研究可以更好地指导相关理论的研究和设备的开发,这对于提高我国航空航天结构件的制造能力具有重要意义。首先,本文以热塑性预浸料CF/PEEK的铺放成型为目标,对目前实验室的HIT-I型热塑性复合材料铺放头进行结构优化改进,包括冷却、导送以及加热装置,并对铺放过程中压辊温度场进行仿真分析。为提高热塑性预浸料CF/PEEK的铺放效率,设计了一系列机器人铺放辅助设备,包括变位机、分切-收卷一体机等。所设计的铺放头可以满足CF/PEEK等多种热塑性预浸丝的铺放需求,分切-收卷一体机可将宽幅预浸带分切为不同宽度的预浸丝束。其次,针对机器人铺放系统,提出了可实现机器人本体控制系统与西门子840D sl数控系统切换控制机器人的技术方案。搭建并调试了数控系统控制柜,数控系统可直接控制机器人在笛卡尔坐标系中运动。针对圆柱芯模,采用定角度法设计了45°铺放轨迹,编制了可导出G代码的后置处理软件。为满足铺放工艺对温度与丝束宽度的控制需求,分别搭建了恒温加热平台与分切-收卷一体机的控制系统,加热平台温度控制精度为±1℃,各点温度均匀性分布不超过±3℃。然后,以CF/PEEK圆柱壳构件为研究对象,以提高CF/PEEK圆柱壳屈曲性能为研究目标,对CF/PEEK材料在不同曲率半径薄壳类零件下的力学性能进行了研究。利用ABAQUS对圆柱壳进行了建模、网格划分以及轴向载荷及外压载荷下的屈曲失效分析。探究分析了曲率半径以及长径比变化对特定铺层角度组合及铺层厚度下的CF/PEEK圆柱壳力学性能的影响规律,结果显示:材料厚度为2mm时,几何尺寸R=600mm、L/R=1的热塑性复合材料CF/PEEK圆柱壳构件可以获得最好的屈曲稳定性。并且用蔡吴张量准则验证了圆柱壳在屈曲失效时并未发生强度失效,说明了CF/PEEK薄壁圆柱壳的主要失效形式为屈曲失效。最后,在圆柱壳力学分析结果基础上,对热塑性复合材料曲面铺放温度场进行了工艺仿真分析。采用曲率半径R=600mm的铺放曲面,建立了热塑性预浸料曲面铺放过程的二维热传递模型,通过编写ANSYS中的APDL命令流建立了二维热传递模型、划分了网格,采用“生死”单元技术开展了瞬态热分析。通过分析模具温度、铺放速度以及加热温度对曲面铺放中首层以及多铺层温度场的影响规律,得出在曲率半径R=600mm的热塑性曲面铺放中,针对首层铺放的推荐工艺参数组合为模具温度145℃、铺放速度5mm/s、加热温度750℃;第10～16层铺放的推荐工艺参数组合:模具温度145℃、铺放速度25～35mm/s、加热温度550℃。
其他文献
羔羊腹泻是规模化羊场常见疾病之一,引起该病的原因较为复杂。其中,大肠杆菌导致的羔羊腹泻较为普遍,预防治疗措施不当,将会引起批量羔羊死亡,对羊场危害较为严重。现阶段,我国主要使用抗生素预防治疗腹泻羔羊,但随着各类抗生素的滥用,造成菌株对抗生素的敏感性降低,临床耐药现象严重;不同地区规模化羊场,导致羔羊腹泻的病原菌流行也不相同,抗生素的耐药性也存在差异。因此,在医治腹泻羔羊前,明确致病菌,挑选出敏感药
冲击地压是一种严重的煤矿动力灾害。钻孔卸压作为一种防治冲击地压的方法,工作量小、施工方便、施工速度较快,得到普遍应用。钻孔参数是影响钻孔卸压效果的重要因素,本文通过理论分析、室内试验和数值模拟相结合的方法研究了钻屑量与钻孔直径和应力条件的关系,以及钻孔参数对钻孔卸压效果的影响规律,确大安山定了冲击危险钻屑量指标,并在工程现场进行了应用。论文主要研究工作如下:(1)基于弹性、弹塑性圆孔周围应力及位移
雷达在当代探测体系中担负着侦查,检测,识别,跟踪等主要任务。现代战场环境越来越复杂,单部雷达的探测能力会受到限制。作战形式多样要求雷达系统逐渐从单雷达系统转向多平台
随着无线通信技术的发展以及海洋探测系统的应用,水下无线通信技术得到巨大关注。目前水下无线通信主要可以分成三大类:水声通信、射频通信及光通信。水声通信信号衰减小、传
新疆棉田土壤盐渍化通常较高,经常面临干旱胁迫,南疆地区这种情况尤为严重。而Cotton2K模型能更好的模拟干旱和半干旱条件下的棉花生长和生产,并且考虑了土壤盐分对棉花生长的影响。但是,由于地域的不同、作物品种的差异、田间管理水平的高低等因素,模型运行的准确性会大大降低。所以,在进行模型区域性研究时,欲使模型能够更好的服务于本地区,必须要对模型进行校正。参数敏感性分析可以有效地筛选出对模型输出影响较
石墨烯电学回路的制造是研究石墨烯本身的电学特性和将其应用在各种微纳电子器件中的基础。论文从机械剥离法制备石墨烯出发,采用多种微纳加工技术制造石墨烯的电学回路,围绕电学回路的制造工艺和石墨烯的电学特性进行了深入研究,研究了基于不同微纳加工技术制造出的石墨烯电学回路的电学特性。本文主要内容包括:(1)采用改进后的机械剥离法制备了少层大面积的石墨烯,厚度在13层,尺寸在100μm左右。采用光学显微镜对石
本文从碳化硅光导开关的发展与应用出发,分析了垂直型碳化硅光导开关器件的优劣,针对垂直型碳化硅光导开关目前存在对衬底结晶质量要求高和激光利用效率低这两大问题,对开关器件结构进行优化和改良,设计制备出导通性能优异的新型垂直型碳化硅光导开关器件。本文首先通过设计对比实验,验证了传统的垂直型不透明金属电极的碳化硅光导开关器件内部光强分布对其导通性能的影响。在此基础上,针对这种开关器件的不足,引入具有增透作
当船舶高速航行或者在恶劣海况下航行时,船体首部会反复的砰击水面,船体结构会受到强烈的砰击载荷,严重的会导致局部结构变形甚至破坏,会影响船舶的航行安全甚至威胁到船内人员的生命安全。所以准确预报船首结构砰击入水时的结构响应对于船体结构的设计以及优化有重要意义。结构物砰击入水涉及到自由液面大变形的问题,而SPH方法在处理这一类方法时具有很好的优势,因此本文采用SPH方法对典型的二维楔形体的砰击入水问题进
在科学计算可视化中,流场可视化一直都是一个热门的研究方向,流场可视化就是使用计算机图形图像技术将抽象的不易理解的流场数据映射为直观的图形图像并在屏幕中显示出来的技
脑机接口研究中常利用神经电生理信号对运动参数进行解码,而将肌电作为解码对象的相关研究较少,主要集中在人、猴子等实验动物上。由于小鼠有多种基因模式可供使用,在小鼠上