復(fù)合材料已經(jīng)成為航空航天工業(yè)的主要結(jié)構(gòu)材料,自動(dòng)化、整體化和低成本制造技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今復(fù)合材料制造的主流趨勢(shì)。但國內(nèi)復(fù)合材料鋪放設(shè)備研究仍處于起步階段。鋪放設(shè)備的運(yùn)動(dòng)性能是保障復(fù)材構(gòu)件鋪放質(zhì)量和效率的重要方面。鋪放設(shè)備的奇異性問題,不僅會(huì)降低鋪放效率,甚至?xí)驗(yàn)殇伔潘俣茸兙弻?dǎo)致局部復(fù)合材料加熱時(shí)間過長而影響最終鋪放質(zhì)量。本文針對(duì)CBC型復(fù)合材料鋪放機(jī)床的奇異性問題,綜合考慮機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)性能及復(fù)合材料成型質(zhì)量等因素,通過試驗(yàn)方法獲得了鋪放姿態(tài)的可調(diào)整區(qū)間,研究了以降低機(jī)床奇異性為目標(biāo)的鋪放姿態(tài)優(yōu)化方法。本文具體研究成果如下:（1）依據(jù)齊次坐標(biāo)變換法建立機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,推導(dǎo)了機(jī)床反解和雅可比矩陣計(jì)算過程,分析了機(jī)床奇異性與條件數(shù)之間的關(guān)系,從數(shù)學(xué)和幾何角度剖析機(jī)床奇異現(xiàn)象產(chǎn)生原因,提出了機(jī)床奇異性的判定方法。（2）探究路徑變姿態(tài)引起的側(cè)向力和鋪放壓力變化對(duì)絲束鋪放質(zhì)量的影響規(guī)律,搭建了側(cè)向和切向粘性力測(cè)定的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別通過有限元分析與實(shí)驗(yàn)方法獲得沿壓輥運(yùn)動(dòng)方向和垂直壓輥運(yùn)動(dòng)方向的姿態(tài)可調(diào)整范圍。（3）基于路徑姿態(tài)可調(diào)整范圍,實(shí)現(xiàn)了將路徑調(diào)整范圍從P坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至M坐標(biāo)系統(tǒng),提出了在M坐標(biāo)系... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 概述
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究背景和研究意義
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容和組織框架
第二章 CBC型六軸聯(lián)動(dòng)AFP機(jī)床奇異性分析
    2.1 CBC型六軸聯(lián)動(dòng)AFP機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)概述
    2.2 CBC型六軸聯(lián)動(dòng)AFP機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
        2.2.1 CBC型六軸聯(lián)動(dòng)AFP機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)正向求解
        2.2.2 CBC型六軸聯(lián)動(dòng)AFP機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)逆向求解
    2.3 AFP機(jī)床雅可比矩陣
        2.3.1 雅可比矩陣的定義
        2.3.2 雅可比矩陣的求解
    2.4 AFP機(jī)床奇異性分析及判定
        2.4.1 奇異點(diǎn)分析
        2.4.2 奇異性與條件數(shù)
        2.4.3 奇異性幾何分析
        2.4.4 奇異區(qū)域?qū)嵗?yàn)證
        2.4.5 奇異區(qū)域的判定
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于復(fù)合材料鋪放質(zhì)量的鋪放姿態(tài)可變域
    3.1 變姿態(tài)鋪放對(duì)鋪放質(zhì)量的影響
        3.1.1 鋪放壓力對(duì)鋪放質(zhì)量的影響
        3.1.2 變角度引起的側(cè)向力對(duì)鋪放質(zhì)量的影響
    3.2 姿態(tài)可變角度域的確定
        3.2.1 沿壓輥運(yùn)動(dòng)方向姿態(tài)可變角度域
        3.2.2 繞垂直壓輥運(yùn)動(dòng)方向姿態(tài)可變角度域
    3.3 本章小結(jié)
第四章 基于鋪放姿態(tài)可變域的路徑優(yōu)化方法
    4.1 可變域(DAO)在P坐標(biāo)軸系的表示
    4.2 基于旋轉(zhuǎn)軸關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)解釋的軸系運(yùn)算簡(jiǎn)化
    4.3 旋轉(zhuǎn)軸可變角度域在M坐標(biāo)系中的多邊形表示
    4.4 優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)及優(yōu)化方程的建立
        4.4.1 路徑點(diǎn)與路徑平面內(nèi)多邊形DAO域的判斷方法
        4.4.2 優(yōu)化計(jì)算
    4.5 優(yōu)化方法總結(jié)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 路徑鋪放姿態(tài)優(yōu)化方法仿真驗(yàn)證
    5.1 AFP機(jī)床的建模與導(dǎo)入
    5.2 路徑姿態(tài)優(yōu)化
    5.3 ADAMS仿真與結(jié)果
    5.4 總結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]自動(dòng)鋪絲構(gòu)件缺陷形成機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 韓振宇,王振宇,邊東巖,曹忠亮,富宏亞.  纖維復(fù)合材料. 2014(04)
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博士論文
[1]五軸數(shù)控加工無干涉無奇異高效軌跡生成與優(yōu)化研究[D]. 林志偉.浙江大學(xué) 2014

碩士論文
[1]自動(dòng)鋪放成型溫度與預(yù)浸帶變形研究[D]. 黃志軍.南京航空航天大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3715914