复合材料缠绕法的对比研究

复合材料缠绕成型技术已成为复合材料加工的重要工艺。详细研究了2种复合材料缠绕加工方法:参数化缠绕法(parameter winding method,PWM)和网格缠绕法(mesh winding method,MWM),并分别用2种方法对叶片进行了缠绕成型实验。依据叶片缠绕实验的效果,从缠绕的设计、线型规划以及最终效果等方面对比分析2种缠绕法。结果表明:MWM比传统PWM在异型构件的缠绕成型方面更具灵活、方便、高效的优点。

新型纤维铺放头的方案设计与实验研究

本文提出了一种新型的纤维铺放头总体机构和控制方案。该方案可实现纤维铺放时纤维纱的剪切、重送、夹紧、施压等功能。方案中利用气缸带动的铰链机构使得切刀或压头动作,实现纤维纱的剪切和夹紧;利用伺服电机驱动的摩擦轮和风力辅助的方法实现纤维纱的重送;利用气缸和压辊实现对纱带在模具表面的加压,通过调整气缸压力的大小来达到给定的压力。原理样机研制表明该装置夹紧、剪切动作迅速、可靠,重送位置准确,证明了该铺放头方案的可行性。

基于PMAC的六轴纤维缠绕机开发及应用

以工控机和PMAC运动控制器为基础构建了六轴纤维缠绕机的控制系统.参照开放式数控体系结构,采用面向对象技术开发了缠绕机的系统软件.并将六轴缠绕机应用到了压力容器的五坐标缠绕和三通管的缠绕中.偏航坐标的引入解决了压力容器缠绕时在封头段的纤维束扭曲和过度堆积问题.升降坐标的引入使得三通管支管的纤维缠绕成型成为可能.

复合材料三通管的纤维缠绕设计

针对两圆柱直接相贯的三通管,利用圆柱面上的测地线和非测地线实现了圆柱部分的纤维缠绕路径设计,并给出了纤维从主管顺利过渡到支管的条件.针对通用的卧式多坐标纤维缠绕机,分别设计了三通管主管和支管的机器路径.在缠绕主管时,芯模转动,出纱嘴在水平面内运动;在缠绕支管时芯模不动,准停在固定位置,出纱嘴回转,引入了垂直坐标.最后,通过仿真和实际缠绕实验验证了理论的正确性.

深潜救生艇现状及发展趋势

综述国内外深潜救生艇的发展现状,分析深潜救生艇援救失事潜艇的方法及其优缺点,得出结论:母潜艇驮载深潜救生艇水下援潜救生模式是最佳选择。在对比分析国际上先进深潜救生艇的基础上,预测了深潜救生艇的发展趋势,认为瑞典的S-SRV型深潜救生艇和北约的LR7是成功的典范,代表着未来发展方向。

风力叶片的纤维缠绕设计

针对风力发电叶片这种典型的非回转体构件,建立其简化的物理模型和数学模型。并针对叶片主干部分的椭圆柱面,分别推导其测地线和非测地线的微分方程式。在确定封头处缠绕线型时借鉴主干部分纤维缠绕的测地线、非测地线方程,在X、Y两个方向上引入比例系数,两者结合产生缠绕线型。在封头两个平面的交界处,实现纤维由正向缠绕角到反向缠绕角的变化。最后,通过仿真和实验证明了该缠绕设计的可行性。

判定线性不等式围成空间是否为空的混合算法

为判定由多个线性不等式围成的空间是否为空 ,给出了判定算法 .利用空间中的投影矩阵将一个射线投影到约束空间的一个向量 ,使得算法在低维空间讨论以前能够尽可能多地寻找动点满足的半空间 。

路径规划中两个多面体的快速碰撞检测算法

如何进一步提高碰撞检测的速度在智能机器人路径规划中非常关键．为此给出了一种新的碰撞检 测算法；它是以空间中的平面方程为基础，将一组平面方程进行几次代数变换得到一组常数不等式，观察这 组常数不等式中是否含有矛盾不等式即可判定机器臂是否与空间中的障碍物相撞．

海底管道回接技术

在特定海况和复杂海底地貌、地质情况下,如何将新开发的管道并入已建的海底输油气管道,以保证油气高效、安全地输送,是海底管道回接技术需要解决的问题。对短管尺寸水下测量方法、深水管道对准方法进行了介绍,重点介绍了水下焊接、水下机械联接、水下带压开孔3种海底管道回接方法;分析了我国深水管道回接技术研发的重要性,提出了我国海底管道回接技术研发的关键技术。

城市主排水管道穿缆、检测机器人的力学性能分析

针对目前国内排水管道疏通所存在的问题,提出了一种应用于城市排水管道穿缆、检测的双履带式管道机器人的系统结构设计,主要对机器人在管道行走时的拖缆力及机器人转向时的力与速度进行了理论分析．设计的机器人系统结构合乎实际要求．

Ti-(SiC_f/Al_3Ti)层状复合材料在侵彻早期阶段基于NEIM的建模与仿真研究

一种由连续Si C陶瓷纤维强化(CCFR)的新型金属间化合物基层状(MIL)复合材料Ti-(SiC_f/Al_3Ti)研制成功,其作为装甲防护材料在被侵彻过程中的微观变形机制、强化及失效机理有待研究。首先采用电镜扫描法(SEM)表征该材料的微观结构和界面特征,而后提出一种新的建模方法,基于高效的等效夹杂数值算法(NEIM),对刚性球侵彻靶体复合材料的早期接触过程进行建模,研究准静态加载下Ti-(SiC_f/Al_3Ti)复合材料的小变形弹塑性接触力学行为,并通过压痕试验验证该模型的精确性。结果表明,在球-面加载模式下,SiC纤维对CCFR-MIL复合材料的强度提高显著,而对延展性的强化却不如面-面加载模式下明显。此外,球-面加载模式下的最大塑性应变集中(MPSC)区出现在Al_3Ti层最接近中心SiC纤维上边界的位置,并随载荷的增大沿深度方向延伸,该区域是裂纹萌生并扩展的高发区。当相邻SiC纤维的中心距为四倍纤维直径,且Ti层体积分数为40%时,CCFR-MIL复合材料的综合力学性能最佳。更高效数值方法的运用,节约了计算成本,清晰透彻地揭示了新型CCFR-MIL复合材料在被侵彻过程中的微观变形机制、强化及失效机理,并使参数化研究更为全面,便于材料的微观结构优化。

对接过程中救生钟引导缆的安全性分析

为确保救生钟与失事潜艇的安全对接,分析了引导缆的安全性,建立了对接过程中救生钟受力平衡方程.在假定缆形为抛物线的条件下,计算了铠装缆的张力.通过编程解算平衡方程组,得到了引导缆受力与海流流速、工作深度、铠装缆冗余长度、推进器推力和正浮力的关系.计算结果表明:在1.7 kn海流内2、00 m以浅范围内,引导缆安全;但随着海流流速增大,引导缆倾斜渐增,无法保证救生钟对中坐落到失事潜艇救生平台上.分析认为应在救生钟与母船之间设立中继站.

一种可全向移动爬楼梯轮椅的结构设计与分析

为了帮助下肢残疾者攀爬楼梯,设计了一种可全向移动的爬楼梯轮椅。采用支撑腿和车轮交替支撑的方式实现轮椅爬梯功能。采用Mecanum轮作为轮椅的车轮且用4个电机独立驱动以实现轮椅的全向移动。对轮椅在台阶宽度限定情况下的越障能力和运动学、动力学进行了分析,并结合能量法和稳定裕度法分析了爬梯过程中轮椅的前后向和侧向的稳定性。又对轮椅全向移动特性进行了研究。结果表明,轮椅可以安全地攀爬大多数楼梯而不会翻倒,轮椅的全向移动可以通过控制4个车轮的转速实现。轮椅的结构设计合理,实现了爬梯和全向移动功能的结合。