国家科技重大专项(2010ZX04016-013)
- 作品数：10 被引量：93H指数：7
- 相关作者：肖军王显峰孙容磊黄文宗李俊斐更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学华中科技大学中航工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术一般工业技术自动化与计算机技术更多>>
- 自动铺带铺层贴合形成机制被引量：13
- 2014年
- 探讨了自动铺带工艺过程中相邻铺层界面间的贴合形成机制,将铺层界面间贴合过程建模为树脂补片在平行板之间挤压流动从而浸润界面的过程。指出在树脂流体黏度一定的情况下,树脂对界面浸润效果越好,则界面贴合能力越强。利用流体力学理论推导出树脂流体对界面浸润效果的计算公式,并分析了铺放压力、铺放速度等因素对浸润效果以及贴合能力的影响,提出以剥离力作为量化铺层间贴合能力的指标。在自行研制的自动铺带工艺参数实验平台上进行了一系列实验,实验结果表明,铺层间贴合能力随铺放速度增大而变差,随铺放压力、模具温度、压辊半径增大而变强,这一规律验证了所提出的树脂流体对界面浸润效果计算公式的正确性。
- 张鹏孙容磊连海涛黄文宗王庆友宋文娟
- 关键词：工艺参数
- 面向柱面结构的自动铺带四轴联动成形研究被引量：4
- 2013年
- 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。
- 李俊斐王显峰肖军肖健方宜武
- 关键词：复合材料自动铺带四轴联动逆运动学
- 预浸料的铺放适宜性评价(一)--粘性篇被引量：13
- 2013年
- 在自动铺带成型过程中,粘性和铺覆性是用于描述预浸料是否适合铺贴的两个重要因素,将粘性和铺覆性分别独立地研究能更好地理解预浸料的铺放适宜性。本文主要是针对预浸料的粘性进行探索,论述了预浸料粘性的物理意义,总结了当前国内外预浸料粘性的测量及表征方法,提出了以"平均剥离力"定量表征预浸料的粘性,并在自主搭建的试验平台上,研究了自动铺带成型过程中的主要工艺参数(取出时间、铺放压力、铺放速率、热风温度等)对预浸料粘性的影响。实验结果表明,在一定范围内,预浸料的粘性随取出时间先增大后减小,而随铺放压力的增加、铺放速率的减小、热风温度的升高而增大,为自动铺带工艺参数的控制提供了参考。
- 黄文宗孙容磊连海涛王庆友张鹏宋文娟
- 关键词：粘性自动铺带预浸料工艺参数
- 预浸料的铺放适宜性评价(二)--铺覆性篇被引量：10
- 2013年
- 在自动铺带成型过程中,粘性和铺覆性是用于描述预浸料是否适合铺贴的两个重要因素,将粘性和铺覆性分别独立地研究能更好地理解预浸料的铺放适宜性。本文主要针对预浸料的铺覆性进行了探索,论述了铺覆性的含义并总结了现有的预浸料铺覆性的定量表征方法,提出了以"最大弯曲力"定量表征预浸料的铺覆性,并通过三点弯曲试验研究了预浸料的粘弹性特征及自动铺带成型过程中的主要工艺参数(铺放速率、湿度、热风温度、老化时间等)对预浸料铺覆性的影响。实验结果表明,预浸料的铺覆性会随热风温度和湿度的升高而提高,随着老化时间和铺放速率的增加而减小。最后总结了铺覆性实验的工程意义,为自动铺带工艺参数的控制提供了参考。
- 黄文宗孙容磊张鹏宋文娟连海涛王庆友
- 关键词：预浸料工艺参数自动铺带
- 基于网格化曲面的自适应自动铺放轨迹算法被引量：22
- 2013年
- 基于轨迹的可铺放性要求分析了铺放过程中预浸料产生畸变的原因及影响轨迹可铺放性的因素。根据测地线定义构造了一种基于网格化曲面的测地线新算法,具有高效率、高精度等特点;在此基础上综合考虑预浸料的可铺放性和构件强度分布要求,提出了具有曲面自适应功能的铺放轨迹算法,可根据预浸料带宽计算得到铺放轨迹容许的最大测地曲率,并将其运用于铺放轨迹设计,使轨迹能够保证预浸料良好可铺放性的同时又满足构件的强度分布要求。最后通过数据库SQL Server和VC++针对某型号S型进气道进行铺放轨迹设计,在CATIA中将计算获取的离散轨迹点拟合成曲线并进行了实际的铺放试验,验证了测地线生成算法和铺放轨迹生成算法的正确性和有效性。
- 熊文磊肖军王显峰李俊斐黄志军
- 关键词：复合材料测地线
- 自动铺放过程双马树脂预浸料温度与黏度被引量：17
- 2012年
- 通过对自动铺放成型工艺的分析,探索了自动铺带成型过程中预浸料温度对复合材料黏性的影响规律。对影响预浸料温度的热风温度和铺放速度两个因素进行了研究,从理论上建立了热风加热温度和铺放速度与预浸料温度之间的关系,提出了控制预浸料温度的具体实施方案,指导自动铺带成型过程。根据双马树脂预浸料黏度和温度曲线,分别在不同的热风温度和铺放速度条件下进行实验,得到在热风温度为90℃、铺放速度为10～20m/min时,预浸料黏度满足铺覆性要求,验证了预浸料热风温度和铺放速度对复合材料制品质量的影响,为自动铺带工艺提供参考。
- 黄志军王显峰戴振东肖军
- 关键词：复合材料自动铺带预浸料温度黏性
- 预浸料厚坯超声切割工艺研究被引量：4
- 2013年
- 预浸料厚坯超声切割技术,具有无刀具磨损、加工速度快、加工精度高、无粉尘污染等优势,切割质量优异,在国外已得到了广泛应用,而国内目前仍处于初期研究阶段。本文以航空航天应用为主的碳纤维预浸料厚坯为实验材料,研究了切割温度、切割速度以及切割能量等切割工艺参数对切割质量的影响。研究结果表明,对于一定厚度的预浸料厚坯,最优的切割工艺参数组合:切割温度为5℃,切割速度为1.0m/min,切割能量为8级。该研究方法与研究成果为超声切割技术在预浸料切割中的应用奠定了基础。
- 宋清华李勇肖军张向阳李丽丽
- 基于响应曲面法的自动铺放工艺参数分析与优化被引量：21
- 2013年
- 通过对自动铺带(Automated tape laying,ATL)成型工艺的分析,提出了一种新的铺放质量评分标准。采用响应曲面法(Response surface methodology,RSM)设计了铺放工艺参数优化实验,分析了热风温度、铺放压力和铺放速度各工艺参数及其交互作用对铺放质量的影响,建立了各工艺参数与铺放质量的二次多项式回归方程的预测模型。根据回归方程求得了最佳铺放质量下的工艺参数,以及可接受铺放质量下的最大铺放速度时的工艺条件,为自动铺带工艺参数的控制提供了参考。
- 黄文宗孙容磊张鹏连海涛李丽丽刘艳伟
- 关键词：自动铺带响应曲面法工艺参数预浸料
- 开孔曲面自动铺放轨迹规划算法研究被引量：6
- 2013年
- 为解决开孔曲面自动铺放轨迹规划问题,提出在前处理中将孔边界内外的曲面接合成完整曲面的方法,采用STL文件提取网格化曲面信息并重构开孔曲面拓扑,按照设定算法获得"连续"的铺放轨迹后,再按孔边对轨迹点进行信息整理得到后置处理所需的最终铺放轨迹点信息。研究了迭代法和投影法在轨迹线与孔边界交点的求取方法,综合比较2种算法的效率和精度后,发现投影法更适于开孔曲面的轨迹规划。根据上述算法,编写了基于VC++6.0平台的轨迹规划程序,以整体复合材料前机身为例进行算法验证,证明了提出的开孔曲面自动铺放轨迹规划算法的合理性和正确性。
- 李俊斐王显峰肖军
- 关键词：复合材料
- 基于结构设计的自调节铺放轨迹规划算法被引量：12
- 2013年
- 通过分析预浸带/纱在曲面上的铺放工艺性,提出以轨迹测地曲率作为铺放工艺性测度,构建一种基于结构设计的自调节轨迹规划算法,兼顾自动铺放中的铺放工艺性和结构设计要求。该算法是在满足结构设计的前提下,将预浸带/纱轨迹从结构设计所确定的方向按特定方式向测地线方向偏转,从而减小预浸带/纱的变形。本文以固定角度法作为结构设计准则、以最大容许偏转角法定义修正函数,以此为例阐述具体算法及实施过程。基于Visual C++平台,进行C++和SQL混合编程,以某型进气道为模型进行了算法仿真,并进行了进气道和锥壳的铺放试验。结果表明:容许偏转角的增大有助于缓解预浸带/纱的变形。
- 文立伟李俊斐王显峰肖军
- 关键词：复合材料
