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《紗架與鋪絲頭一體化纖維鋪放系統(tǒng)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文紗架與鋪絲頭一體化纖維鋪放系統(tǒng)研究RESEARCHONINTEGRATIONTECHNIQUEOFCREELSANDFIBERPLACMENTHEADFORAUTOMATEDFIBERPLACEMENTMACHINE王磊哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年7月圖書分類號：TH122學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文紗架與鋪絲頭一體化纖維鋪放系統(tǒng)研究碩士研究生：王磊導(dǎo)師：韓振宇副教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：機(jī)械制造及其自動化所在單位：機(jī)電工程學(xué)院答辯日期：2015年7月
2、授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TH122U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONINTEGRATIONTECHNIQUEOFCREELSANDFIBERPLACMENTHEADFORAUTOMATEDFIBERPLACEMENTMACHINECandidate：WangLeiSupervisor：A.Prof.HanZhenyuAcademicDegreeAppliedfor：Master
3、ofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacturingandAutomationAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要復(fù)合材料的優(yōu)良性能決定了其在航空航天領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展空間，然而由于我國復(fù)合材料成型技術(shù)起步較晚，如今缺乏
4、先進(jìn)的成型技術(shù)已成為制約我國復(fù)合材料推廣的主要原因之一。自動纖維鋪放技術(shù)作為先進(jìn)的復(fù)合材料成型技術(shù)，具有極好的工件適應(yīng)性，可以完成各種復(fù)雜曲面的鋪放。我國現(xiàn)階段研制出來的鋪放樣機(jī)還不能滿足實際工業(yè)生產(chǎn)的需要。本文在充分調(diào)研國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，針對目前鋪放設(shè)備絲束傳輸路徑長、絲束易扭曲纏繞等問題，提出了紗架與鋪絲頭一體化纖維鋪放設(shè)備的研制思路。按照模塊化的思想對鋪絲頭及紗架的功能原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析，得到了各模塊設(shè)計的詳細(xì)要求，為鋪絲頭的設(shè)計打下了基礎(chǔ)。在結(jié)合了理論分析結(jié)果及國內(nèi)樣機(jī)常見問題的基礎(chǔ)上，按
5、照8路絲束的要求對鋪絲頭的絲束布局、模塊布局、各模塊功能實現(xiàn)進(jìn)行了設(shè)計，并對鋪絲頭裝拆及調(diào)整的便捷性進(jìn)行了設(shè)計。按照4路絲束的要求對紗架的基體、張力控制機(jī)構(gòu)、收膜機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計。得到了各模塊的多種設(shè)計方案，根據(jù)龍門光機(jī)的連接形式等實際需求對各方案進(jìn)行了對比分析，選擇出了最優(yōu)方案。通過計算分析將各方案具體化，并建立了紗架與鋪絲頭一體化結(jié)構(gòu)的三維模型。建立了自動纖維鋪放機(jī)整體三維模型，利用有限元軟件對其進(jìn)行了靜力學(xué)分析及模態(tài)分析，在分析過程中對直線導(dǎo)軌結(jié)合面進(jìn)行了處理。根據(jù)分析結(jié)果，提出了結(jié)構(gòu)改
6、進(jìn)方案。最終通過對龍門及紗架支座的改進(jìn)使得自動纖維鋪放機(jī)的整機(jī)剛度提高了一倍，一階共振頻率提高了近50%。根據(jù)所設(shè)計的自動纖維鋪放機(jī)的運(yùn)動控制需求，選擇了開放式數(shù)控系統(tǒng)IPC+UMAC的控制方案，對鋪放系統(tǒng)的總體控制方案進(jìn)行了設(shè)計。搭建完成了自動纖維鋪放機(jī)的機(jī)械部分、控制電柜以及氣動回路。完成了自動纖維鋪放樣機(jī)的調(diào)試工作，該樣機(jī)結(jié)構(gòu)小巧，功能完善，較現(xiàn)存樣機(jī)在多個方面具有明顯的改進(jìn)，同時徹底解決了非一體化鋪放設(shè)備存在的絲束易纏繞、張力波動大等典型問題。在完成的樣機(jī)上開展了鋪放實驗，實驗證明樣機(jī)各軸的驅(qū)
7、動性能良好，各模塊設(shè)計合理，能夠很好的滿足相應(yīng)的功能需求。關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；一體化；纖維鋪放；結(jié)構(gòu)設(shè)計；控制系統(tǒng)設(shè)計I哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThecompositematerialshaveexcellentperformance,whichdeterminesthattheywillhavehugedevelopmentspaceintheaerospacefield.Whilethecompositemoldingtechniquesstartlateinourcountr
8、y,thelackofadvancedcompositemoldingtechniqueshasbecomeoneofthemainreasonstoimpedethespreadandapplicationofcompositematerialsnow.AutomatedFiberPlacement(AFP),asonekindofadvancedcompositesformingtechnologies,hasexcellentadaptabilit
