纤维铺放轨迹路径规划设计与仿真

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纤维复合材料具有高比模量、高比强度、抗疲劳、耐腐蚀、耐高温性能好,以及可设计性强等特点,从发明之时起就受到较高重视,特别是在军事领域和航空航天领域得到广泛的应用。随着材料复合化的发展,复合材料制品的应用领域不断扩大,如何节约复合材料构件的制造成本和提高生产效率和材料性能已成为各个国家主要的关注焦点。而纤维铺放技术则是近年来发展最快的实现复合材料低成本、高性能的自动化制造技术之一,纤维铈放轨迹规划则是纤维铺放技术发展的重要内容之一。本文就对纤维铺放轨迹路径规划作以研究,主要包含以卜内容:  对纤维铺放设备_工作原理进行介绍,特别是对铺放头的内部结构进行分析。给出铺放头对纤维丝束进行剥膜、剪切、预浸带加热加压,经压辊铺设在芯模表面的工作过程;在此基础上,对复合材料构件芯模曲面的可铺性进行了分析研究:以机翼蒙度模型和安-2农用机机翼的简化模型为仿真对象,以UG软件及其二次开发平台对模型对象进行四边形四节点网格划分,以网格节点数据为基础,生成纤维铺放初始轨迹路径,再以等距偏置法在芯模曲面对初始轨迹进行偏置生成纤维铺放偏置轨迹路径,并对偏置轨迹路径进行剪切和延伸,并进行分析优化,实现纤维铺放轨迹路径能够完整覆盖整个芯模曲面。最后基于LiC软件及其二次开发平台对模型进行仿真,验证该方法的正确性和可操作性。
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