自动铺丝过程中预浸料的侧向弯曲

根据自动铺丝过程中预浸料的受力特点,建立预浸料的侧向弯曲变形模型。利用最小势能原理、瑞利-利兹法以及相关的复合材料力学理论,推导出预浸料侧向屈曲半径公式。研究自动铺丝温度、压力、速度、黏附力等主要工艺参数对侧向弯曲性能的影响,并用自动铺丝机铺放不同半径的预浸料圆弧进行验证。结果表明:随着温度增大、压力和速度减小,预浸料的侧向弯曲性能提高;增加预浸料黏附力可显著提高其侧向弯曲性能,符合理论分析结果。

复合材料机翼翼梁的制造及应用概况

机翼翼梁是飞机的主承力结构,西方发达国家在成熟的碳纤维复合材料制造技术的基础上,已在多种先进飞机上采用全部由碳纤维复合材料制造的翼梁;而国内在这一方面的研究才起步不久,尚未形成完善实用的制造技术。本文简述了国外几种先进飞机的复合材料机翼翼梁的制造方法,并指出了这一领域的发展趋势,以作为我国未来复合材料机翼翼梁研制的参考。

基于变角度算法的复合材料翼梁自动铺丝

在采用固定角算法的复合材料"C"型翼梁自动铺丝试验中,预浸丝在翼梁的拐角区域出现严重的屈曲与皱褶。在分析了其原因的基础上,利用翼梁的结构和受力特点,使翼梁的自动铺丝轨迹尽量向测地线方向靠近,可以显著减小预浸丝在过拐角时的偏转角度,从而消除预浸丝的皱褶和屈曲。轨迹进入非可展翼梁曲面的缘条后,相邻预浸丝束间会出现无法通过自动增减纱动作进行控制的重叠或间隙,在拐角区域采用变角度轨迹设计方法消除微小的重叠或间隙,实现了"C"型翼梁的满覆性铺放,可减少缺陷,提高构件的力学性能。

变刚度层压板的轨迹规划算法研究

研究了适用于自动铺丝和/或连续纤维3D打印的变刚度平板的轨迹规划算法,其中包括基准参考线的算法、平移轨迹的算法、平行轨迹的算法和变化任意铺放角度的算法。降低了规划难度,并提高了规划效率。通过采用VC++编程实现了文中算法,由计算结果绘制轨迹线,验证了其正确性和合理性,为自动铺丝变角度算法和连续纤维3D打印提供编程及应用基础,同时完成复杂连接结构的连续纤维3D打印试验验证,效果符合预期。

固定翼无人机编队飞行可视化仿真方法研究

针对固定翼无人机编队飞行算法研究的可视化仿真验证问题,提出了一种基于SIMULINK UAV Toolbox和虚幻引擎工具的快捷、可靠、直观的可视化仿真验证方法。首先基于Guidance Model模块设计了编队飞行队形的纵向、侧向与法向控制指令;然后基于Simulation 3D UAV Vehicle模块和Simulation 3D Scene Configuration模块搭建了编队飞行的SIMULINK可视化仿真模型;最后运行建立的仿真模型并对得到的可视化编队飞行场景及其仿真数据进行了分析,验证了可视化仿真方法的快捷性、可靠性与直观性。

面向柱面结构的自动铺带四轴联动成形研究

根据柱面的结构特点,提出了面向柱面复合材料结构的自动铺带四轴联动成形方案,并以卧式自动铺带机为例进行分析。以保证铺放头压力线平行于曲面在铺放点的法线和保证铺放速度恒定为原则,根据D-H理论建立柱面固定角度铺放成形时铺带机各关节运动量的计算方法。应用逆运动学理论,对四轴联动铺带成形进行了运动学分析。从四轴联动铺带机的机构与控制、铺放速度、成形效率、方案可行性4个方面进行了深入分析,并进行可视化仿真和实验验证。结果表明应用本文方法,可实现用四轴联动铺带机完成柱面复合材料自动铺放成形,对于铺放成形效率要求不苛求的小批量实验或生产,具有低成本的突出优势。