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国内外复合材料工艺设备发展述评之四——自动铺放成型
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作者 陈博 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第S01期34-43,共10页
本文分析了自动铺放成型工艺所用设备的发展历程,指出其优缺点,并对今后发展提出建议。
关键词 复合材料 机机头 丝头 MT机身新技术 干丝+液体成型” 热塑性 机器人放设备 激光技术
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一种铺带并联机器人机构设计与分析 被引量:2
2
作者 房海蓉 计晴 +1 位作者 赫利涛 姜丙山 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期142-154,共13页
针对翼型工件表面铺带需求,提出一种新型并联铺带机器人机构,并主要对机器人中2PUS&2SPS-RPS并联机构模块进行了研究.首先,通过螺旋理论分析了并联机构的自由度;基于封闭矢量方法与D-H法,建立了机构逆解模型,利用反螺旋理论求解机... 针对翼型工件表面铺带需求,提出一种新型并联铺带机器人机构,并主要对机器人中2PUS&2SPS-RPS并联机构模块进行了研究.首先,通过螺旋理论分析了并联机构的自由度;基于封闭矢量方法与D-H法,建立了机构逆解模型,利用反螺旋理论求解机构速度雅可比矩阵.然后,利用杆长约束、支链与动平台和定平台夹角约束条件,绘制了机构位姿工作空间;基于机构雅可比矩阵对机构灵巧性与静刚度性能指标进行分析.最后,通过给定机构运动位姿对并联机构进行运动学逆解与速度雅可比矩阵仿真验证.研究结果表明:2PUS&2SPS-RPS机构可以满足翼型工件表面铺带需求,同时为翼型工件铺带机器人的应用奠定了理论基础. 展开更多
关键词 并联机构 雅可比矩阵 运动学分析 性能分析
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中国复合材料自动铺放技术研究进展 被引量:59
3
作者 文立伟 肖军 +4 位作者 王显峰 齐俊伟 王跃全 李勇 还大军 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期637-649,共13页
首先扼要介绍了复合材料自动铺放(自动铺带和自动铺丝)成形技术的原理、特点和该技术在国外航空航天领域的应用概况。然后系统介绍了近年来中国国内复合材料自动铺带的装备技术、软件技术和材料工艺技术的研发历程,总结了其关键技术的... 首先扼要介绍了复合材料自动铺放(自动铺带和自动铺丝)成形技术的原理、特点和该技术在国外航空航天领域的应用概况。然后系统介绍了近年来中国国内复合材料自动铺带的装备技术、软件技术和材料工艺技术的研发历程,总结了其关键技术的突破和应用进展,并指出开发低成本高效铺带技术是未来的重要方向。同时介绍了国内自动铺丝技术基础研究(装备、软件和工艺方法)的进展,并且着重介绍了南京航空航天大学自动铺丝应用技术(工业样机与材料工艺技术)的研发和应用情况。最后通过分析,归纳了自动铺丝技术应用研究的瓶颈问题,并提出了研究建议。 展开更多
关键词 先进复合材料 大型飞机 自动 自动
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国产高强中模碳纤维及其增强高韧性树脂基复合材料研究进展 被引量:40
4
作者 包建文 钟翔屿 +6 位作者 张代军 彭公秋 李伟东 石峰晖 李晔 姚锋 常海峰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期33-48,共16页
高强中模碳纤维增强复合材料是当前及未来相当长时期内主要的航空结构复合材料。借鉴国外高强中模碳纤维及其高韧性复合材料发展经验,在国内高强型碳纤维复合材料成熟经验的基础上,实现了高强中模T800级碳纤维规模化生产,系统分析了与... 高强中模碳纤维增强复合材料是当前及未来相当长时期内主要的航空结构复合材料。借鉴国外高强中模碳纤维及其高韧性复合材料发展经验,在国内高强型碳纤维复合材料成熟经验的基础上,实现了高强中模T800级碳纤维规模化生产,系统分析了与国产高强中模碳纤维匹配的树脂基体、预浸料及其复合材料技术现状。国产T800H级碳纤维增强高韧性环氧树脂基和双马树脂基复合材料抗冲击性能达到国外同类复合材料的水平,高韧性环氧树脂基复合材料的耐湿热性能优于国外同等韧性的复合材料。国产T800H级碳纤维增强高韧性复合材料预浸料具有优异的工艺性能,可同时满足手工铺贴、自动铺带和自动铺丝3种铺放工艺要求。在T800级复合材料成熟应用的基础上,未来主要发展高压缩强度、高模量和基于BVID的高冲击韧性高强中模碳纤维复合材料。 展开更多
关键词 高强中模碳纤维 高韧性树脂基复合材料 冲击后压缩强度 自动工艺 自动丝工艺
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国内复合材料自动铺放技术发展 被引量:28
5
作者 黄文宗 孙容磊 +3 位作者 张鹏 连海涛 李丽丽 刘艳伟 《航空制造技术》 北大核心 2014年第16期84-89,共6页
复合材料自动铺放技术主要包括自动铺带技术和自动铺丝技术。国内自动铺放技术起步较晚,目前研究的单位主要有南京航空航天大学、武汉理工大学、哈尔滨工业大学、天津工业大学、哈尔滨飞机工业集团有限责任公司、北京航空制造工程研究... 复合材料自动铺放技术主要包括自动铺带技术和自动铺丝技术。国内自动铺放技术起步较晚,目前研究的单位主要有南京航空航天大学、武汉理工大学、哈尔滨工业大学、天津工业大学、哈尔滨飞机工业集团有限责任公司、北京航空制造工程研究所、北京航空材料研究院、内蒙古工业大学和华中科技大学等。 展开更多
关键词 自动 自动 复合材料 预浸料
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温度对预浸料铺放效果的影响 被引量:26
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作者 文琼华 王显峰 +2 位作者 何思敏 黄志军 肖军 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1740-1745,共6页
为了有效控制自动铺带成型工艺参数,针对自动铺带成型工艺过程,分析了自动铺带成型过程中温度对预浸料铺放效果的影响。在一定的压力和速度作用下,根据温度对自动铺带过程中预浸料基体流动性的影响,提出了一种基于热弹性理论来计算预浸... 为了有效控制自动铺带成型工艺参数,针对自动铺带成型工艺过程,分析了自动铺带成型过程中温度对预浸料铺放效果的影响。在一定的压力和速度作用下,根据温度对自动铺带过程中预浸料基体流动性的影响,提出了一种基于热弹性理论来计算预浸料形变的方法。针对预浸料的铺覆性和形变进行自动铺放试验,验证了在自动铺带过程中温度对预浸料黏附性和带宽变形均有影响:预浸料黏附性随着温度的升高先增大后减小,而预测浸料带宽随着温度的升高和基体流动性的增大而越来越大。从而证明了热弹性理论计算预浸料形变的正确性和可行性,为自动铺带成型工艺参数提供了理论依据。最后,总结分析温度对预浸料铺放质量的影响,为实际产品成型工艺提供参考。 展开更多
关键词 自动 复合材料 预浸料 成型 温度 形变
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自动铺带成型压力控制技术 被引量:22
7
作者 张建宝 文立伟 +2 位作者 肖军 齐俊伟 还大军 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1973-1977,共5页
通过对自动铺带成型工艺过程的分析,论述自动铺放过程是成型压力作用下预浸带蠕变及回复的连续动态过程。经对预浸带蠕变过程分析,采用分阶段适应性调节铺带头压力的方法保持成型压力恒定,以保证预浸带在铺放后厚度均匀。结合自动铺带CA... 通过对自动铺带成型工艺过程的分析,论述自动铺放过程是成型压力作用下预浸带蠕变及回复的连续动态过程。经对预浸带蠕变过程分析,采用分阶段适应性调节铺带头压力的方法保持成型压力恒定,以保证预浸带在铺放后厚度均匀。结合自动铺带CAM软件,提出一种基于铺带轨迹控制点的分段调节铺带头成型压力的控制算法,并采用UMAC(Universal Motion and Automation Controller)控制系统设计相应的控制程序,最终实现成型压力分阶段调节子控制系统的搭建。 展开更多
关键词 自动 成型压力 蠕变 控制 预浸
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复合材料自动铺放技术的发展及应用 被引量:21
8
作者 周晓芹 曹正华 《航空制造技术》 2009年第S1期1-3,7,共4页
介绍了自动铺带技术和纤维丝束铺放技术的工作原理、特点、国外发展趋势及应用情况,并探讨了国内的发展现状与需求。
关键词 复合材料 自动 纤维丝束
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自动铺带轨迹规划中测地线算法研究 被引量:20
9
作者 王升 肖军 吴海桥 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期15-18,共4页
本文针对复合材料自动铺放轨迹规划中自然路径求解中的测地线问题给出了求解两点之间的测地线的数值计算方法。该方法将微分方程的边值问题转化为初值问题,在初始方向的选取上较以往方法几何意义更为直观,算例证明算法的正确性。
关键词 自动 轨迹规划 测地线 微分方程数值解法 优选法
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复合材料自动铺带技术现状与研究进展 被引量:21
10
作者 姚俊 孙达 +3 位作者 姚振强 张普 张满朝 史瑞航 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2011年第4期60-65,共6页
复合材料已成为新一代飞机机体的主体结构材料,复合材料低成本制造技术是目前国际复合材料技术领域的核心问题之一,自动铺带技术作为复合材料成型自动化的典型代表,已成为飞机复合材料翼面壁板技术的标准,大飞机项目已经立项,自动铺带... 复合材料已成为新一代飞机机体的主体结构材料,复合材料低成本制造技术是目前国际复合材料技术领域的核心问题之一,自动铺带技术作为复合材料成型自动化的典型代表,已成为飞机复合材料翼面壁板技术的标准,大飞机项目已经立项,自动铺带技术必将成为我国提高飞机复合材料用量的一项关键技术。本文对自动铺带装备的基本构成、铺放工艺原理与自动铺放技术的发展历程、工业应用现状、发展趋势进行了较全面的介绍与讨论,最后展望了自动铺带技术在我国的发展前景。 展开更多
关键词 复合材料 自动
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基于响应曲面法的自动铺放工艺参数分析与优化 被引量:21
11
作者 黄文宗 孙容磊 +3 位作者 张鹏 连海涛 李丽丽 刘艳伟 《玻璃钢/复合材料》 CSCD 北大核心 2013年第5期I0037-I0044,共8页
通过对自动铺带(Automated tape laying,ATL)成型工艺的分析,提出了一种新的铺放质量评分标准。采用响应曲面法(Response surface methodology,RSM)设计了铺放工艺参数优化实验,分析了热风温度、铺放压力和铺放速度各工艺参数及其交互... 通过对自动铺带(Automated tape laying,ATL)成型工艺的分析,提出了一种新的铺放质量评分标准。采用响应曲面法(Response surface methodology,RSM)设计了铺放工艺参数优化实验,分析了热风温度、铺放压力和铺放速度各工艺参数及其交互作用对铺放质量的影响,建立了各工艺参数与铺放质量的二次多项式回归方程的预测模型。根据回归方程求得了最佳铺放质量下的工艺参数,以及可接受铺放质量下的最大铺放速度时的工艺条件,为自动铺带工艺参数的控制提供了参考。 展开更多
关键词 自动 响应曲面法 Box-Behnken实验设计 工艺参数 放质量 预浸料
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复合材料自动铺带技术研究(I)——“自然路径”特性分析及算法 被引量:18
12
作者 胡翠玲 肖军 +1 位作者 李勇 吴海桥 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期40-43,共4页
分析了可展面上“自然路径”的几何本质,推演证明其在可展曲面上与测地线的等价性。应用和拓展可展面“自然路径”数值算法,在一般曲面上引入边界控制点调整预浸带中心点以减小预浸带变形、实现铺放,构造了一般曲面“自然路径”求解格式。
关键词 复合材料 自动 自然路径 测地线
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复合材料锥壳O°铺层的自动铺放成型方法研究 被引量:17
13
作者 张振甫 肖军 +2 位作者 吴海桥 李勇 文立伟 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期55-57,共3页
研究了一种基于自动铺带技术的复合材料锥壳0°铺层成型方法:根据锥壳构件尺寸将等宽预浸带数控分切成预定尺寸的直角梯形预浸带片,按特定方式铺放到锥壳表面并使每两片拼成一个等腰梯形单元,多个等腰梯单元形构成锥壳的0°铺层... 研究了一种基于自动铺带技术的复合材料锥壳0°铺层成型方法:根据锥壳构件尺寸将等宽预浸带数控分切成预定尺寸的直角梯形预浸带片,按特定方式铺放到锥壳表面并使每两片拼成一个等腰梯形单元,多个等腰梯单元形构成锥壳的0°铺层;并针对这种成型方法设计了一种实现锥壳0°铺层自动成型的装置。采用该方法及其设备可以实现锥壳0°铺层的自动化制造,提高成型效率、降低废料率、稳定工艺质量,降低装备制造成本。 展开更多
关键词 锥壳0° 自动 预浸
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自动铺带技术研究进展 被引量:17
14
作者 张建宝 肖军 +2 位作者 文立伟 齐俊伟 党旭丹 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期87-91,共5页
在介绍先进复合材料应用和需求的基础上,阐述了复合材料低成本制造技术的发展趋势;简要介绍了复合材料自动铺带成型技术的发展历程和应用,从数控系统、CAD/CAM/CAE技术和成型工艺三个方面论述自动铺带技术的发展,并着重阐述国外自动铺... 在介绍先进复合材料应用和需求的基础上,阐述了复合材料低成本制造技术的发展趋势;简要介绍了复合材料自动铺带成型技术的发展历程和应用,从数控系统、CAD/CAM/CAE技术和成型工艺三个方面论述自动铺带技术的发展,并着重阐述国外自动铺带技术的研究概况;在介绍国内自动铺带技术发展现状的基础上,提出自动铺带技术的发展建议。 展开更多
关键词 自动 复合材料 数控系统 CAD/CAM/CAE
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复合材料自动铺带技术研究(III)——平面铺带CAD/CAM软件开发 被引量:13
15
作者 还大军 李勇 +2 位作者 吴海桥 肖军 刘林 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期47-50,共4页
根据所研制自动铺带样机的工作模式和结构特征,详细讨论了铺放平面凸多边形构件的自动铺放加工指令模型和算法,包括轨迹坐标生成与边界处理、考虑预切的切送带指令等。在Auto CAD平台上利用ObjectARX技术开发了相应CAD/CAM软件,具有自... 根据所研制自动铺带样机的工作模式和结构特征,详细讨论了铺放平面凸多边形构件的自动铺放加工指令模型和算法,包括轨迹坐标生成与边界处理、考虑预切的切送带指令等。在Auto CAD平台上利用ObjectARX技术开发了相应CAD/CAM软件,具有自动指令生成、交互设计和图形仿真等功能;经实际铺放检验,该软件能够满足平面自动铺带的基本要求。 展开更多
关键词 自动 CAD/CAM软件 运动轨迹规划
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自动铺放过程双马树脂预浸料温度与黏度 被引量:17
16
作者 黄志军 王显峰 +1 位作者 戴振东 肖军 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期49-53,共5页
通过对自动铺放成型工艺的分析,探索了自动铺带成型过程中预浸料温度对复合材料黏性的影响规律。对影响预浸料温度的热风温度和铺放速度两个因素进行了研究,从理论上建立了热风加热温度和铺放速度与预浸料温度之间的关系,提出了控制预... 通过对自动铺放成型工艺的分析,探索了自动铺带成型过程中预浸料温度对复合材料黏性的影响规律。对影响预浸料温度的热风温度和铺放速度两个因素进行了研究,从理论上建立了热风加热温度和铺放速度与预浸料温度之间的关系,提出了控制预浸料温度的具体实施方案,指导自动铺带成型过程。根据双马树脂预浸料黏度和温度曲线,分别在不同的热风温度和铺放速度条件下进行实验,得到在热风温度为90℃、铺放速度为10~20m/min时,预浸料黏度满足铺覆性要求,验证了预浸料热风温度和铺放速度对复合材料制品质量的影响,为自动铺带工艺提供参考。 展开更多
关键词 复合材料 自动 预浸料 温度 黏性
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大型复合材料加筋壁板自动化制造技术研究 被引量:16
17
作者 马刚 张晓哲 唐文峰 《航空制造技术》 2018年第14期91-96,共6页
先进复合材料由于其性能上的优势,在飞机上的应用越来越广。然而目前国内的复合材料行业仍以手工成型为主,研究大型复合材料加筋壁板自动化制造技术对推动国内复合材料行业发展具有重要意义。以某型号中央翼盒下壁板为研究对象,验证了... 先进复合材料由于其性能上的优势,在飞机上的应用越来越广。然而目前国内的复合材料行业仍以手工成型为主,研究大型复合材料加筋壁板自动化制造技术对推动国内复合材料行业发展具有重要意义。以某型号中央翼盒下壁板为研究对象,验证了自动铺带、热隔膜成型、自动翻转组合等整套自动化制造流程,为建设复合材料自动化生产线打下了基础。 展开更多
关键词 自动化 自动 复合材料 加筋壁板 中央翼盒
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复合材料自动铺带技术研究——曲面铺带轨迹算法 被引量:16
18
作者 罗海燕 李勇 +1 位作者 肖军 还大军 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1782-1787,共6页
为满足自动铺带成型工艺要求,在自由曲面上规划预浸带轨迹。采用三角形网格划分逼近自由曲面方法,将商业CAD软件导出曲面的表面三角化数据格式(STL)文件用于曲面分析,对网格信息重构,建立点、边、面之间的关联信息。算法中应用"自... 为满足自动铺带成型工艺要求,在自由曲面上规划预浸带轨迹。采用三角形网格划分逼近自由曲面方法,将商业CAD软件导出曲面的表面三角化数据格式(STL)文件用于曲面分析,对网格信息重构,建立点、边、面之间的关联信息。算法中应用"自然路径"原理在曲面上规划预浸带轨迹,研究了曲面边界处轨迹计算问题,提出了过三角形顶点出现"奇异性"问题的解决方法。通过在曲面上求解预浸带轨迹,证明了该算法的可行性。 展开更多
关键词 曲面 自动 三角形网格 信息重构 自然路径
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复合材料自动铺放技术在航空航天领域的研究进展 被引量:15
19
作者 王显峰 段少华 +1 位作者 唐珊珊 马煜亮 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第16期64-77,共14页
自动铺放技术因具有高效率、高质量、高精度和高可靠性的优点,已广泛应用于大型飞机、运载火箭等各类航空航天飞行器中多种结构部件的制造。主要从自动铺带技术、自动铺丝技术及铺放工艺3个方面对国内外自动铺放技术的研究进展和飞机复... 自动铺放技术因具有高效率、高质量、高精度和高可靠性的优点,已广泛应用于大型飞机、运载火箭等各类航空航天飞行器中多种结构部件的制造。主要从自动铺带技术、自动铺丝技术及铺放工艺3个方面对国内外自动铺放技术的研究进展和飞机复合材料构件的应用情况进行综述。对自动铺丝/铺带技术的特点、自动铺放设备以及自动铺放技术在飞机复合材料制造领域的应用进展进行了重点论述,梳理了自动铺放技术在国内外的研发应用情况,分析和阐明了自动铺放技术的发展现状和存在的问题,对国内外学者在自动铺放工艺上的研究进行概述,最后对自动铺放技术的未来趋势进行了展望,并针对国内自动铺放技术的发展现状和存在的问题给出了发展方向及建议。 展开更多
关键词 先进复合材料 自动 自动 放设备 放工艺参数 大型商用飞机
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复合材料自动铺带技术研究(II)——柱面上沿“自然路径”铺带的压辊坐标生成 被引量:12
20
作者 臧建峰 肖军 +1 位作者 李勇 吴海桥 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期44-46,共3页
根据可展曲面上“自然路径”与测地线等价原理,应用沿弧长展开方法,研究了柱面上“自然路径”轨迹生成、铺带头轨迹坐标和姿态坐标计算模型与方法,讨论了简单边界的处理原则与方法,为实现柱面自动铺带CAD/CAM提供了依据。
关键词 自动 自然路径 可展曲面 柱面 坐标生成
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