纤维丝束可铺放性分析技术

通过对复合材料及其先进制造技术进行分析,结合铺放工艺性,提出基于三角网格的复合材料丝束可铺放性分析技术。在现有丝束基准路径和等距路径规划方法中融入分析机制,并系统分析丝束中心线转弯半径和角度偏差等指标。通过分析结果建立分区机制,将原铺层面进行区域划分,并独立进行丝束几何规划,提高制品质量。结合CATIA二次开发工具CAA在Microsoft Visual Studio 2005平台上实现丝束几何生成与分析功能,并对分析结果与分区结果的正确性进行验证。此研究为复合材料先进制造技术的发展提供了重要思路。

基于网格模型的自动铺丝路径规划方法

针对复合材料自动铺丝工艺,研究基于网格模型的自动铺丝路径规划方法。梳理了自动铺丝路径规划的业务流程,对三角网格拓扑关系进行重建,节省数据存储空间;提出了基于给定点与方向的定向延伸算法,用于精确计算网格模型的线型路径点;对路径等距后的点集进行优化,避免了等距后的线型自交以及凸边现象,保证了线型的准确;对所规划路径的压辊可铺放性分析方法进行研究,并基于分析结果提出了路径优化策略。结合CATIA二次开发工具CAA在VS平台对自动铺丝路径规划模块进行开发,并通过实例验证了本文所研究方法的可行性与可靠性。

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。

低粘度酚醛-硼酚醛体系的固化动力学及热性能

通过溶液共混法得到低粘度酚醛树脂(LVPF)改性硼酚醛(BPF)混合树脂并制得预浸料,通过剥离与铺放性测试对LVPF改性预浸料的性能作了分析,采用示差扫描量热法和热重分析研究了混合树脂的固化动力学、固化特性及其热性能。结果表明,LVPF的加入显著改善了BPF预浸料的表面粘性与铺放性,LVPF添加质量分数50%的预浸料的粘性与铺放性最佳,此时体系的表观活化能为124.3 kJ/mol,反应级数为0.945 5,固化程序为125℃/1 h+180℃/2 h+220℃/3 h。增加主固化温度和保温时间对该体系失重5%时的温度、最大失重速率对应温度及1 000℃下的残炭率提升较大。保温时间长于120 min时热性能趋于稳定。