纤维缠绕张力控制系统新技术研究

在张力控制系统硬件构成和软件总体结构的基础上,重点研究控制软件中数据采集与处理模块中的相关技术,包括多线程技术、多媒体定时器技术、双缓冲区技术等。这些技术的成功应用,不仅提高了张力控制系统的实时性、稳定性以及精确性,同时改善了实时数据存储及其动态曲线显示。     

新型纤维缠绕张力控制系统研究

本文针对多轴纤维缠绕机数控系统,提出了一种集成于运动控制器平台上的纤维缠绕张力控制系统的方案。利用运动控制器的剩余通道,采用张力反馈式控制方式和控制器的计算功能完成了对张力的精密闭环控制。研制了以编码器为反馈元件的新型张力测量装置,实现了基于同一个可编程运动控制器的缠绕机运动控制与张力控制的集成。     

自动铺缠预浸带热压接研究

应用流体力学理论获得了热压接模型,研究续接压力、温度、时间等因素对续接性能的影响。采用玻璃纤维织物/酚醛树脂预浸带(664/B30)进行续接实验验证。结果表明:随续接压力增大、温度升高以及续接时间和长度的增加预浸带续接性能提高,符合理论分析结果。     

缝合增强复合材料帽型加筋壁板界面拉脱性能

为了防止复合材料帽型加筋壁板结构在服役过程中发生筋条与蒙皮的脱粘失效,引入了缝合技术来提高筋条-蒙皮界面拉脱性能.采用单线弯针缝合设备缝合纤维编织布,通过真空辅助树脂灌注技术(VARl)固化成型,制备缝合帽型加筋壁板试样.通过对试样进行筋条拉脱试验和有限元数值模拟,研究界面的失效机制及缝合参数对帽型加筋壁板界面结合性能的影响规律.结果表明:在拉脱载荷作用下,缝合试样的峰值载荷比未缝合试样明显增大.帽型试样的拉脱承载力随缝合密度的增大先增加后减小,在缝合密度(注:缝合密度表示缝合针距(单位mm)×行距(单位mm),下文同)为5×10时,相比未缝合试样,最高增加了26.7％;帽型接头的拉脱承载力随缝线细度的增加而增加,在缝线细度为1500 D时增加了39.7％.蒙皮/筋条厚度比为2时,结构拉脱承载力增加了27.35％,缝合的增强效果最明显.     

直接预浸法制备预浸纱的展纱宽度研究

在直接预浸法制备自动铺丝预浸纱过程中,展纱宽度是影响预浸纱质量的一个关键因素。借助高速数字图像传感器,研究了展纱机构中,纤维束在错位排列的展纱辊/展纱杆上的展开规律和机理。研究结果表明,展纱杆对纤维束的展开作用明显优于展纱辊,纤维张力的增大、纤维束在展纱杆上包角的增大均有利于纤维束的展开;当纤维牵引速率较低时,纤维束的展开宽度随速率的增大而增大;纤维张力利于纤维束的展开,但是过大的张力会使纤维束展开不稳定,宽度波动较大,且易出现劈裂和纤维损伤的缺陷。该研究结果为自动铺丝预浸纱制备工艺提供了指导。     

模压工艺对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料层合板力学性能的影响

利用热模压工艺制备玻璃纤维增强聚丙烯（GF/PP）复合材料层合板,通过差示扫描量热（DSC）法试验分析,确定相变参数,运用ANSYS有限元分析,将复合材料热力学参数与温度的非线性关系定义到材料特性中,研究模压成型过程中温度场变化情况,为模压成型工艺制度的确立提供理论指导和依据。以压缩强度、层间剪切强度和冲击韧性作为力学性能评价指标,采用响应曲面法探讨和分析制备工艺对GF/PP复合材料层合板力学性能的影响,得到最优模压工艺制备参数,获得最高复合材料层合板力学性能,为GF/PP复合材料自动铺放奠定铺放工艺基础。试验结果表明:模压加热工艺参数对复合材料层合板力学性能的影响度（从大到小）依次为:热压温度、热压时间、热压压力。较优的模压加热工艺参数为:热压温度228℃、热压时间6 min、热压压力1.1 MPa,在此工艺条件下制备的GF/PP复合材料层合板,层间剪切强度为31.12 MPa,压缩强度为100.96 MPa,冲击韧性为2.27 kJ/cm2。      

玻璃纤维增强热塑性塑料在航空航天领域中的应用

研究了玻璃纤维增强热塑性塑料（GRTP）的分类,短玻纤增强热塑性塑料（SFT）,玻纤毡增强热塑性塑料（GMT）,长纤维增强热塑性塑料（LFT）3种类型的特性和制备方法。介绍GRTP在军用飞机和民用飞机等航空航天领域的应用情况。总结了未来纤维增强热塑性复合材料的发展方向。     

多轴联动数控系统的开发与改造

提出以IPC和PMAC为基础构成多轴联动并具有开放性的数控系统。叙述了硬、软件的组成和结构 ,重点介绍了软件的工作机理及其界面用户化开发。     

预浸带分切卷绕机张力控制研究

以自动铺丝机所需的预浸窄带作为研究背景,结合自行研制的16丝束预浸带分切卷绕机对卷绕张力开展研究,简要分析讨论了卷绕张力对预浸窄带分切质量、卷绕质量的影响。为了保证预浸窄带的分切质量与卷绕质量,区别于传统的PID控制算法,重点探讨分析了模糊PID算法在闭环控制系统中的应用,将其运用到卷绕张力的精确控制策略中,实现了小张力的精确控制。控制精度可达0.1N,满足预浸窄带的分切要求,保证了分切与卷绕质量,提高了铺丝质量。