复合材料管道连续编织–缠绕–拉挤工艺研究

提出一种连续编织–缠绕–拉挤工艺,通过分析拉挤前后复合材料管道的几何结构,得出编织层纱束与缠绕层纱束在经过拉挤成型模具前后线型的变化关系,给出满足制品各层纤维均匀受力的编织–缠绕–拉挤工艺的线型设计要求;考虑缠绕层、编织层进入拉挤成型模具前后的线型变化关系和管道的设计要求,分别设计缠绕线型和编织线型;按设计的线型试制多种规格的复合材料管道,通过对比分析理论纱束角度与实际测量值,发现同一直径的管道,编织角的误差小于缠绕角的误差,两者均控制在1.5o以内,角度误差率均小于3%,且误差均随管道厚度的增大而减小,管道直径越大,编织角与缠绕角越接近实际值。通过分析管道试件的超声波扫描图,管道无明显缺陷,纱束间无明显细缝,证明设计的纱束线型变化合理。

LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4在不同电解液中的电化学性能

利用溶胶凝胶法合成4.7 V高电压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4,运用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构与形貌进行表征,并测试了其在1 mol/L LiPF6/(EC+DEC)、1 mol/L LiPF6/(EC+DEC+DMC)、1 mol/L LiPF6/(EC+EMC)三种电解液中的充放电性能。研究发现,不同成分的电解液显著影响LiNi0.5Mn1.5O4材料的电化学性能,其中在1 mol/L LiPF6/(EC+EMC)电解液中,材料具有相对好的循环性能,其最大放电比容量为92.4 mAh/g,50周循环后,比容量衰减为68.4 mAh/g,容量保持率为74%。循环伏安曲线(CV)结果表明,在4.7 V附近出现两对强氧化还原峰分别对应于Ni2+/Ni3+和Ni3+/Ni4+,在4.0 V出现的弱氧化还原峰则对应于Mn3+/Mn4+。相比于4.0 V低电压,在4.7 V高电压下LiNi0.5Mn1.5O4电极的SEI膜电阻增大而锂离子的脱嵌更容易进行。

六足步行机器人控制系统研究

六足机器人是一种具有多支链与时变拓扑结构的特种机器人,该类机器人能够在复杂环境中稳定行走,长期以来一直是国内外机器人研究领域的热点之一。本文从仿生角度出发,归纳六足机器人稳定行走的三种方式;根据六足机器人各足支撑点围成的多边形区域与机体重心在其投影的关系来评定六足机器人行走稳定性,为实现六足机器人稳定性行走提供理论依据;最后根据机器人控制精度增加和智能力减少的原则,以分级递阶的方式设计六足机器人的运动控制系统。

基于SQL server的FRP生产线监控系统设计

为了对FRP生产线管道生产进行有效的管理与监控,本文开发了一个基于SQL server 2000数据库和VC、C#程序语言的数据库网络监控系统。系统分客户端、数据库服务器、生产线端三大模块,客户端采用C#语言编写,通过Connection直连方式访问;生产线端采用VC语言编写,通过Ado方法访问数据库。实践证明,该系统能够较好的满足FRP生产线监控系统的要求。

FRP管道螺纹磨削机控制系统设计与分析

针对大口径玻璃钢管道阳螺纹加工工艺影响管道生产效率和管道连接性能问题.设计了基于PMAC运动控制器的数控玻璃钢管道磨螺纹机系统,实现了大口径管道螺纹的预锥和螺纹磨削加工.介绍了机械系统和开放式数控系统结构、程序开发和工作时的速度规划.实践应用表明,该系统磨削的管螺纹精确度高,速度快,螺纹成品率高.

基于树脂黏度特性的高压玻璃钢管道成型方法

高压玻璃钢管道以其优异的性能被广泛应用于石油储运领域,如何提高玻璃钢管道的耐压能力成为目前研究的热点。本文从树脂的黏度特性角度出发,将提高管道耐压能力的问题转化成对管道成型工艺过程中的温度控制问题。利用有限元软件ANSYS和APDL语言开发了数值模拟程序,对采用传统恒温加热的固化成型工艺的缠绕过程进行了数值模拟,分析了外表面温度变化规律,并通过优化缠绕过程的加温历程使复合材料外表面温度在期望的范围内。

基于示教再现式三轴弯管缠绕机系统设计

多轴缠绕机结构复杂、设备成本高,而两轴示教机又不能完全满足弯管的工艺要求。本文设计的示教再现式玻璃钢弯管缠绕机采用三轴控制。控制系统通过主轴每转过一定角度来触发记录主轴、小车和伸臂的位置实现缠绕示教,采用电子齿轮控制方式实现自动工作时的小车和伸臂跟踪主轴的同步运动控制。本文阐述了示教再现式三轴弯管缠绕机机械结构和工作原理,分析了弯管缠绕线型和运动轨迹,通过理论和实践相结合的方式印证了:该系统性能稳定,可以实现弯管的自动缠绕。

考虑压力对芯模表面升温过程的数值模拟分析

采用从芯模内部通入水蒸气加热芯模的固化工艺,建立了芯模内部蒸汽流动的动力学模型和芯模的传热模型,基于汽液两相流相变模型和k～ε标准两方程湍流模型,考虑不同压力下芯模的升温过程,使用有限元流体Fluent软件对芯模传热的蒸汽流动和传热过程进行数值模拟,根据仿真结果得到了芯模表面温度分布情况和变化历程,分析了蒸汽流场压力、温度等物理量之间的关系。本研究为热缠绕的工艺实现提供了效率更高的方法,并为蒸汽控制参数提供了理论依据。

基于响应曲面法的热芯缠绕芯模结构优化

热芯缠绕工艺是实现复合材料壳体高效缠绕的新工艺,内加热芯模温度均匀性是保证制品成型质量的关键。以该工艺中的缠绕芯模为研究对象,选择小孔位置为优化变量,利用Box-Behnken试验设计方法设计一个三因素三水平的试验方案,对每个方案进行Fluent数值模拟,在芯模上标定温度跟踪点,计算芯模外表面温度跟踪点的均方差作为试验响应值。将得到的响应值利用最小二乘法拟合二阶响应曲面方程,利用统计分析软件Minitab分析得到最优位置组合。最后依据最优方案再次建模进行Fluent仿真验证。结果表明,模拟值与模型预测值吻合良好,芯模外表面温度均方差仅为1.96K,温度均匀性良好。

基于机器人的复合材料缠绕策略优化

基于机器人的复合材料缠绕不同缠绕策略会对缠绕工艺及机器人运动稳定性产生影响,为获得使机器人运动稳定性更优的缠绕策略,研究了6自由度工业机器人的复合材料缠绕工作站,单独分析了包络形式、悬纱长度以及测地线/非测地线缠绕等参数对缠绕工艺及机器人运动稳定性的变化参数的影响,采用MATLAB进行不同缠绕策略的机器人缠绕轨迹计算,确定规划后的缠绕轨迹,基于ADAMS和MATLAB进行机器人缠绕动力学联合仿真,获取机器人各关节力矩曲线,分析规划后的缠绕轨迹对机器人运动稳定性的影响。进行了复合材料制品干纤维缠绕实验,缠绕实验表明:采用优化后的缠绕策略进行复合材料制品缠绕时缠绕线型稳定,缠绕过程无滑纱、交叠、架空等现象,缠绕精度完全满足设计要求。