【摘 要】
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自动铺丝是从纤维缠绕和自动铺带发展起来的一种新成型方法,可实现复杂、甚至带窗口构件的铺放生产,在大型、超大型复合结构部件的成型制造中具有极大的优越性,得到工业发达
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自动铺丝是从纤维缠绕和自动铺带发展起来的一种新成型方法,可实现复杂、甚至带窗口构件的铺放生产,在大型、超大型复合结构部件的成型制造中具有极大的优越性,得到工业发达国家的重点应用和高度重视。本文进行大型复合材料制品自由型面自动铺丝线型规划基础建模研究,和实际应用的结合十分紧密,针对性强、研究目标明确。主要内容如下：1.在总结前人工作及研究成果的基础之上,结合实际铺放经验,系统的分析了现在已有的自动铺丝线型规划方法,并提出了基于多约束模型的铺丝线型规划建模方法,同时考虑到制品的结构尺寸、力学约束、铺层平整约束、丝宽尺寸约束和铺丝靴形变约束等制造条件,建立各个约束的理论和数值模型。重点介绍了构件铺丝型面约束模型建模以及铺丝靴约束建模。2.构件铺丝型面约束建模通过将型面按照一定的规则离散成三角形单元网格,并分析其拓扑结构,研究含有三角形单元顶点、邻近单元、法向量、摩擦角和铺放标识和信息。通过建模,在VC++中基于OpenGL读取STL文件并显示出来,重构信息建立相关联的顶点、直线与三角形面片之间的拓扑结构,以及相邻的共顶点三角形、共边三角形之间的关联信息,获得适用于非测地线线型规划的型面约束数值模型。3.铺丝靴约束建模主要是根据铺丝靴的几何结构、出丝通道数、工作压力、变形能力等设备参数,研究铺丝靴丝宽尺寸约束和形变约束模型的建立方法。通过建模,不仅实现了对铺丝靴丝宽尺寸和形变的参数化设计,并建立了约束模型仿真很方便的看到在不同的型面状态下铺丝靴片的位移变化情况,以及不同尺寸铺丝靴片的铺放状态。同时本文还简要分析了力学约束模型的建立以及铺丝平整约束模型的建立,构成了自动铺丝线型规划的完整约束条件,在这种多约束条件下建立非测地线线型规划理论,为后期相关学科的研究提供了基础理论支撑。
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