專利名稱：具有鏤空結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料自動鋪帶成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有鏤空結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料自動鋪帶成型方法，屬于復(fù)合材料鋪放成型領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著航空航天工業(yè)的發(fā)展，先進(jìn)復(fù)合材料越來越多的應(yīng)用于航空航天器大型構(gòu)件的制造，而自動鋪帶技術(shù)作為一種先進(jìn)復(fù)合材料自動化成型技術(shù)被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，相對于傳統(tǒng)手工鋪疊成型方式，提高了加工效率、改善了工作環(huán)境、降低了制造成本。但在現(xiàn)有的應(yīng)用中，鋪帶產(chǎn)品在形狀上的局限性較大，較多的產(chǎn)品為規(guī)則形狀，規(guī)則邊界，且較少用于具有鏤空結(jié)構(gòu)的制品成型，其中較為典型的鏤空結(jié)構(gòu)僅為具有少量孔洞的產(chǎn)品。 如果需要鋪放成型具有大量鏤空結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，則切刀的切割工作量將大大增加，導(dǎo)致鋪放成型的效率降低，特別是采用一步法鋪帶時(shí)。而且在使用一步法鋪帶時(shí)，當(dāng)鋪放小角度預(yù)浸帶末端部分，壓靴或壓輥會壓到下一條預(yù)浸帶前緣，還需將預(yù)浸帶前緣從模具表面撕下，將影響制品質(zhì)量和成型效率。另外，預(yù)定折線軌跡中某一段預(yù)定直線軌跡與纖維方向的夾角較小時(shí)，切刀的移動會導(dǎo)致纖維移位而發(fā)生堆擠，進(jìn)而導(dǎo)致預(yù)浸帶表面的皺褶，影響制品表面質(zhì)量，這也限制了鋪放產(chǎn)品的形狀。因此，具有鏤空結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料自動鋪帶成型是一個難以解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提出一種具有鏤空結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料自動鋪帶成型方法。一種具有鏤空結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料自動鋪帶成型方法，其特征包括以下過程步驟1、首先根據(jù)制品形狀尺寸、預(yù)浸帶帶寬及鋪層方向設(shè)計(jì)好切割后預(yù)浸帶形狀，進(jìn)而得到切刀的預(yù)定折線軌跡，預(yù)定折線軌跡由若干連續(xù)的預(yù)定直線軌跡組成；步驟2、然后進(jìn)行預(yù)切割，并進(jìn)行帶卷的收卷0-1)、當(dāng)預(yù)定折線軌跡中某一段預(yù)定直線軌跡與纖維方向的夾角θ <5°且 Isin θ ^ bmin時(shí)，先采用階梯式折線法對該段預(yù)定直線軌跡進(jìn)行優(yōu)化，再根據(jù)優(yōu)化軌跡進(jìn)行預(yù)浸帶的切割，其中bmin表示垂直纖維方向進(jìn)給最小步長，即切刀在垂直方向上切割時(shí)， 能夠保證切斷纖維且不引起纖維堆擠的最小進(jìn)給量，1表示此段預(yù)定直線軌跡的長度；所得到的優(yōu)化軌跡為以a為沿纖維方向進(jìn)給步長，b為垂直纖維方向進(jìn)給步長的階梯式折線， 并滿足

權(quán)利要求
1.一種具有鏤空結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料自動鋪帶成型方法，其特征包括以下過程步驟1、首先根據(jù)制品形狀尺寸、預(yù)浸帶帶寬及鋪層方向設(shè)計(jì)好切割后預(yù)浸帶形狀，進(jìn)而得到切刀的預(yù)定折線軌跡，預(yù)定折線軌跡由若干連續(xù)的預(yù)定直線軌跡組成；步驟2、然后進(jìn)行預(yù)切割，并進(jìn)行帶卷的收卷0-1)、當(dāng)預(yù)定折線軌跡中某一段預(yù)定直線軌跡與纖維方向的夾角θ <5°且 Isin θ ^ bmin時(shí)，先采用階梯式折線法對該段預(yù)定直線軌跡進(jìn)行優(yōu)化，再根據(jù)優(yōu)化軌跡進(jìn)行預(yù)浸帶的切割，其中bmin表示垂直纖維方向進(jìn)給最小步長，即切刀在垂直方向上切割時(shí)， 能夠保證切斷纖維且不引起纖維堆擠的最小進(jìn)給量，1表示此段預(yù)定直線軌跡的長度；所得到的優(yōu)化軌跡為以a為沿纖維方向進(jìn)給步長，b為垂直纖維方向進(jìn)給步長的階梯式折線， 并滿足
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜形狀復(fù)合材料自動鋪帶成型方法，其特征在于上述步驟2中所述進(jìn)行帶卷的收卷，具體采用雙層背襯紙收卷方法或單層背襯紙收卷方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有鏤空結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料自動鋪帶成型方法，屬于復(fù)合材料鋪放成型領(lǐng)域。其特征包括以下過程(1)首先根據(jù)制品形狀尺寸、預(yù)浸帶帶寬及鋪層方向設(shè)計(jì)好預(yù)浸帶形狀，進(jìn)而得到切刀的預(yù)定折線軌跡；(2)然后進(jìn)行預(yù)切割，并進(jìn)行帶卷的收卷，可采用雙層背襯紙收卷方法或單層背襯紙收卷方進(jìn)行帶卷的收卷。當(dāng)預(yù)定折線軌跡中某一段預(yù)定直線軌跡涉及小角度切割時(shí)，采用階梯式折線切割法進(jìn)行切割；(3)最后由鋪帶頭將已切割的預(yù)浸帶鋪放至模具表面，完成具有鏤空結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料自動鋪帶成型。在實(shí)現(xiàn)具有鋪帶機(jī)基本功能的同時(shí)，解決了具有鏤空結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料制造難題。
文檔編號B29B13/00GK102310571SQ20111027963
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者文立偉, 李俊斐, 李勇, 王顯峰, 還大軍, 齊俊偉 申請人:南京航空航天大學(xué)