复合材料缠绕制品发展情况报告

报告简单介绍了缠绕制品的定义、分类及发展历程,着重分析了缠绕制品的发展现状及进展情况,并结合国家相关产业政策及企业发展实际情况,对复合材料缠绕制品发展趋势进行了预测,对发展过程中存在的问题提出来了相应的意见与建议. 一、缠绕制品概述 1、缠绕制品定义 缠绕制品是指通过丝嘴与模具间的相运动将连续纤维或布带按一定规律缠绕到模具上制造的复合材料产品. 2、缠绕技术分类 (1)干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕 根据纤维缠绕成型时树脂基体的物理化学状态不同,分为干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕三种,三种缠绕方法中,以湿法缠绕应用最为普遍,干法缠绕仅用于高性能、高精度的尖端技术领域.     

纤维缠绕用双马来酰亚胺树脂

双马来酰亚胺（ＢＭＩ）树脂是比环氧树脂耐湿热性能优异的高温类热固性树脂，正被考虑用来制造宇航器的主承力和次承力结构部件。相对于常用的模压和高压釜工艺，纤维缠绕是一种很可取的工艺，特别适于制造管，容器类圆筒形或矩形产品。但是关于ＢＭＩ树脂用于纤维缠绕的却未见文献报导。本文将报告以下各方面的工作：１）适于湿法和预浸纱纤维绕的ＢＭＩ配方。２）纤维缠绕ＢＭＩ树脂层状制品的制作和性能。３）ＢＭＩ树纤维缠绕工     

基于参数化设计的纤维缠绕方法及应用

为了使回转体制品的纤维缠绕线型设计更加简便,提出一种基于参数化设计的纤维缠绕方法,对圆管、容器等回转体制品的线型工艺进行参数化设计。该方法以缠绕理论为核心,将芯模的几何尺寸与缠绕工艺参数进行参数化处理并在设计线型的过程中根据纤维均匀布满的条件对缠绕角进行修正,根据修正后的缠绕角对线型进行设计即输入芯模的几何参数与缠绕工艺参数便可对芯模的缠绕轨迹进行计算。利用VS2010开发环境对该方法进行缠绕软件的实现,经过机器人对软件输出的缠绕代码进行缠绕实验,验证了回转体芯模参数化设计方法的可行性、便捷性及实用性。     

多向纤维缠绕复合材料圆筒的研制

介绍多向纤维缠绕复合材料圆筒的结构特性及其生产设备,比较了加入轴向纤维前后的复合材料圆筒的性能。结果表明,加入轴向纤维后,多向纤维缠绕复合材料圆筒的轴向性能得到了很大的提高,能够满足工业生产中对高内压及轴向载荷下制品可靠性的要求。     

不等开口柱形压力容器的渐变角度缠绕规律研究

柱形压力容器缠绕通常要求两端开孔大小相近,在缠绕工艺实施上可以通过平衡缠绕角度的方法实现稳定落纱,当两端开孔相差较大时,常用的螺旋向缠绕将无法实现;针对这一问题,本文提出一种针对不等开口、大长径比的柱形压力容器缠绕线形设计方法,通过筒身段的渐变缠绕角度设计和公式推导,实现了纤维的稳定落纱和筒身螺旋缠绕段的均匀过渡;通过对不等开孔柱形容器样件缠绕工艺实现表明,该设计方法具有良好的实用效果。     

大直径半球容器纤维缠绕线型研究

本文研究了在通用缠绕机上进行大直径半球纤维缠绕需要的条件,分别计算各回转面的缠绕轨迹及相应的缠绕轨迹控制点,然后将各面交汇处缠绕轨迹控制点进行"缝合",最后掌握了在通用缠绕机上纤维缠绕大直径球面制品的技术。     

无缩口纤维缠绕制品的连接技术

介绍无缩口纤维缠绕制品的连接技术,包括桩挂缠绕、针式桩挂缠绕、端挂缠绕和胶接连接,指出了对存在的问题所应采取的技术措施.     

大型缠绕芯模的设计

本文介绍了大型缠绕制品芯模的材料结构和特性,及其对缠绕制品性能的影响;主要对大型缠绕制品所用芯模的受力进行了分析,对芯模的强度、刚度等作了计算。     

连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍及其缠绕成型

连续纤维增强热塑性复合材料的高韧性赋予其缠绕成型制品良好的耐疲劳性能,可延长制品的使用寿命。本文介绍了连续纤维增强热塑性复合材料缠绕成型工艺的浸渍、加热缠绕以及冷却定型等过程的国内外研究进展。     

三通管的网格缠绕

本文首先根据缠绕三通管过渡区域的需要对三通管进行建模,然后针对过渡区域的具体情况进行缠绕线型规划,将三通管过渡部分分为三个缠绕区分别设计缠绕线型,并安排线型的缠绕顺序以保证缠绕过程的顺利进行,最后针对网格化后的三通管利用网格缠绕理论查找纤维轨迹落纱点,经后置处理后生成机床缠绕代码进行三通管缠绕成型实验。     

中碱缠绕纱浸润剂及水份含量对浸渍性的影响

在缠绕法生产玻璃钢制品中,缠绕纱是先经过树脂槽浸渍后,按照一定规律缠绕在芯模上成型的。纱在通过槽时需浸透树脂,即纱表面浸润剂层被树脂液浸润和渗透。浸渍性与浸润角有着密切关系(见图1)。     

纤维缠绕线型的计算机辅助设计（CAD）

为了提高纤维缠绕制品的质量,缩短设计周期,本文对纤维缠绕的类型及其规律进行了分析,同时还介绍了利用计算机辅助设计技术进行纤维缠绕线型设计的过程、软件组成及实现方法等。     

基于热芯缠绕工艺的缠绕张力研究

本文提出了一种适用于热芯缠绕工艺的缠绕张力制度设计方法.与传统缠绕工艺不同的是,热芯缠绕工艺使复合材料在缠绕同时加热固化.该方法在考虑外部纤维张力对内部环向应力影响的基础上,考虑了缠绕过程中温度引起的热应力、固化收缩应力以及各参数变化,通过对各缠绕层环向应力的分析,推导出考虑温度影响的缠绕张力制度,使各缠绕层纤维受力均匀,从而提高复合材料壳体的强度和抗疲劳性能.     

用缠绕法制造弹性体复合材料

多年来 ,人们成功地应用纤维缠绕法来制造纤维增强塑料空心制品。先把增强纤维浸渍于基体树脂中 ,然后按一定的线型把纤维铺覆在旋转芯轴上。缠绕法首先使用的是热固性基体聚合物 ,但由于热固性聚合物的断裂伸长率低 ,限制了它在受冲击制件上的应用。热塑性基体的断裂伸长率较高 ,能量吸收性能好 ,但由于其熔体粘度高 ,加工比较困难 ,也有所局限。而要弥补以上缺点 ,在对能量吸收能力有更高要求的场合 ,使用弹性体基体是一种很理想的选择。弹性体的蠕变倾向极低 ,断裂伸长率和冲击强度高 ,性能范围广。以低粘度的弹性体为基体 ,采用纤维缠绕…     

多向纤维缠绕机缠绕线型及其控制系统的设计

首先对多向纤维缠绕机的结构特性及工作原理进行了概述,然后分别对轴向缠绕、环向缠绕、螺旋向缠绕等的缠绕线型规律进行了分析与计算,并以实现多向纤维缠绕线型为目的,对其相应的控制系统进行了设计。这些为多向纤维缠绕复合材料制品的制造工艺提供了理论上的指导。     

锥壳容器缠绕线型研究

从缠绕线形稳定性方面研究了锥壳模具表面落纱点与绕丝嘴姿态的最佳对应关系；确定出对应于稳定缠绕纤维轨迹的五轴缠绕机相互协调运动的规律。     

FW线型均匀布满条件分析

本文针对以往圆筒形容器FW线型设计,基于实际纤维缠绕线型调试过程中出现的问题,总结出满足FW线型均匀布满的条件,确定了在此条件下微调中心角Δθ、纱片宽度bw及小车往返次数w的一般表达式.     

CNG-2环向缠绕气瓶纤维缠绕残余预应力的优化设计

复合材料气瓶压力容器的纤维缠绕预应力对容器的性能有很大的影响,合理设计纤维预应力可提高复合材料容器的综合性能。借助ANSYS有限元软件,建立了带有纤维缠绕残余预应力的环向缠绕气瓶的有限元参数化模型。在模型中,将纤维缠绕层视为复合材料层合板。按照GB 24160—2009《车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶》的规定,并结合各工况下应力水平的要求建立数学模型,对环向缠绕气瓶的纤维缠绕残余预应力进行优化,得到纤维缠绕残余预应力的最优值,使内胆在工作压力下有较低的应力水平,提高了气瓶的可靠性。     

缠绕角对碳纤维增强复合材料输电杆塔力学性能的影响

通过材料的选择和纤维的缠绕方式提高了复合材料输电杆塔的力学性能,利用有限元分析法对玻璃纤维增强树脂基复合材料（GFRP）杆塔、碳纤维增强GFRP杆塔在标准检验荷载下的受力和变形情况进行对比分析。结果表明,碳纤维的加入可以有效提高复合材料杆塔的刚度,杆塔最大位移相对减小20 %;在此基础上,设计了纱丝螺旋缠绕结合单向布纵向缠绕的线型缠绕方式,计算不同缠绕角度复合材料杆体的等效模量,分析纤维取向对碳纤维增强GFRP输电杆塔力学性能的影响,确定最优纤维缠绕设计角度为纵向缠绕角20 °,螺旋缠绕角50 °~55（°）。     

简论从纤维缠绕到带缠绕成型工艺

本文指出带缠绕是由纤维缠绕、纤维铺放和自动化带铺放一个合乎逻辑发展的新的历史阶段，