T形管纏繞線型設計及運動仿真系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、纖維纏繞技術是復合材料重要的加工技術之一，纖維纏繞制品擁有傳統(tǒng)材料所無法比擬的優(yōu)點，在航空航天以及民用化工等領域的應用極為廣泛。纖維纏繞的T形管制品，由于具有強度高、質量輕和耐腐蝕等特點，越來越受到人們的關注。國內對于T行管纏繞軌跡的研究較少，多數停留在理論分析方面，并沒進行相應的驗證。合理的纏繞軌跡可以實現(xiàn)T形管的完整布線，提高制品的綜合性能，擴大產品的應用空間。借助于運動仿真系統(tǒng)，可以對纏繞過程進行觀察與分析，降低研發(fā)成本，縮短生產

2、周期，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。因此，纏繞線型的設計以及仿真系統(tǒng)的開發(fā)，對促進T形管的發(fā)展與應用有著重要意義。
　　T形管屬于非回轉體異形結構，傳統(tǒng)的纏繞理論和方法不再適用，本文針對兩種常用類型T形管，分別設計了不同的纏繞線型，完成了整體纖維纏繞。確定了纏繞過程中，軌跡、軌跡曲率以及步長的計算方法和調整流程，對纖維是否產生滑線和架空現(xiàn)象進行了判斷和調整。通過在過渡區(qū)域進行合理布點，以及對軌跡間距的控制，解決了過渡區(qū)域布線不完整和軌跡

3、不規(guī)律的問題。
　　為了準確地實現(xiàn)纏繞軌跡、避免纖維在纏繞過程中發(fā)生多次扭轉，針對T形管設計了專用的6自由度纏繞機床模型。該機床模型由轉臺結構和龍門式移動機構組成，具有較好的靈活性，便于T形管的裝夾。通過設定空間坐標系，建立了纏繞機各構件之間的位姿轉換公式。通過對吐絲嘴以及T形管進行獨立的運動學求解，最終實現(xiàn)了纖維纏繞的后置處理。本文采用了兩種后置處理方法，最終順利地實現(xiàn)了不同線型的纏繞。
　　通過使用CATIA Compo