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聚丙烯腈基碳纤维及其在固体火箭发动机壳体上的应用 被引量:13
1
作者 向小波 蒋永凡 程勇 《纤维复合材料》 CAS 2015年第3期23-28,共6页
综述了国内外高性能聚丙烯腈基碳纤维及其在固体火箭发动机壳体上的应用现状。国外先进碳纤维公司均可以生产出相当于T800及以上水平的高性能碳纤维,表面光滑的碳纤维在国外先进固体火箭发动机壳体上得到了成功应用;国内碳纤维事业近年... 综述了国内外高性能聚丙烯腈基碳纤维及其在固体火箭发动机壳体上的应用现状。国外先进碳纤维公司均可以生产出相当于T800及以上水平的高性能碳纤维,表面光滑的碳纤维在国外先进固体火箭发动机壳体上得到了成功应用;国内碳纤维事业近年来取得了长足进展。国产高强碳纤维的各项性能基本达到了进口碳纤维的指标,但在纺丝工艺、表面截面形貌、表面粗糙度、断裂延伸率等方面与进口碳纤维还是有较大的差异,使得国产高强碳纤维在缠绕复合材料上的应用水平与进口碳纤维相比有较大差距。对国产碳纤维在固体火箭发动机壳体上的应用提出了几点建议:国内碳纤维研制生产单位应开展适应于壳体缠绕工艺的碳纤维研究工作;碳纤维应用单位应在低粘度树脂基体、浸渍、缠绕以及固化工艺参数上进一步优化调整,提高纤维与树脂的缠绕匹配性及缠绕复合材料的性能。 展开更多
关键词 聚丙烯腈基碳纤维 固体火箭发动机 复合材料壳体 纤维缠绕
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高效全自动数控缠绕机的设计开发
2
作者 付杰 秦长江 +3 位作者 胡自化 苏尚勇 付鹏 苏勰 《湘潭大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第4期85-93,共9页
随着新能源技术的不断发展,高压气瓶的生产需求日益增长,纤维缠绕成型技术则是生产高压气瓶过程中的一种关键技术.目前纤维缠绕技术在国内发展中依然面临着许多严峻的挑战,如由于有芯纱团自身原因导致纱线缠绕张力控制不均以及缠绕手腕... 随着新能源技术的不断发展,高压气瓶的生产需求日益增长,纤维缠绕成型技术则是生产高压气瓶过程中的一种关键技术.目前纤维缠绕技术在国内发展中依然面临着许多严峻的挑战,如由于有芯纱团自身原因导致纱线缠绕张力控制不均以及缠绕手腕运作时所需的驱动电机过多导致成本过高等问题.故该文以数控龙门式缠绕机为研究对象,设计了一种缠绕手腕装置,然后对纤维缠绕工艺进行优化,提出了一种往复式数控有芯纱团张力控制方法,并通过实验对龙门缠绕机器的性能进行验证.实验表明,经过改进后的缠绕机缠绕速度提升至150 m·min^(-1),缠绕小车运行速度提升至125 m·min^(-1). 展开更多
关键词 龙门缠绕机 缠绕小车 纤维缠绕 数控 张力控制
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纤维带缠绕智能纠偏控制系统设计与仿真 被引量:4
3
作者 王志辉 乔海洋 陈宏娟 《机电工程技术》 2005年第11期30-32,共3页
通过对纤维带缠绕纠偏系统的分析,建立了FUZZY-PID复合控制器,并在Simulink环境下进行单位阶跃响应仿真,和单纯的PID控制以及FUZZY控制相比,该控制系统具有更好的稳定性和动态特性,能有效提高纠偏系统的性能。
关键词 缠绕 纠偏 智能控制 系统建模 仿真
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一种新型大张力纤维缠绕控制系统的研制 被引量:5
4
作者 王志辉 祝磊 《机床与液压》 北大核心 2017年第17期132-135,共4页
简述了大张力控制的总体方案,提出了一种以磁粉制动器为执行元件,用张力传感器作为对纤维丝束进行张力实时检测的反馈元件,运用张力分配方案对张力进行调整的闭环控制系统,建立了张力控制的数学模型,搭建了软件实验平台。基于该平台,分... 简述了大张力控制的总体方案,提出了一种以磁粉制动器为执行元件,用张力传感器作为对纤维丝束进行张力实时检测的反馈元件,运用张力分配方案对张力进行调整的闭环控制系统,建立了张力控制的数学模型,搭建了软件实验平台。基于该平台,分别进行了恒张力、大张力阶跃的实验研究。实验结果表明,所设计的张力控制系统响应速度快,张力波动小,满足纤维缠绕大张力控制的要求。 展开更多
关键词 纤维缠绕 大张力控制 张力分配 磁粉制动器
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张力制度对纤维缠绕炭纤维增强复合材料性能的影响 被引量:4
5
作者 张晓军 常新龙 +1 位作者 樊钰 刘洪超 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期32-34,共3页
以NOL环试样的拉伸强度作为考察指标,通过对T700/E-51复合材料的张力制度进行水平设计和性能测试,研究了缠绕工艺中张力制度对炭纤维增强复合材料力学性能的影响。试验结果和方差分析表明:a)张力制度对T700/E~51NOL环试件的拉伸性能有... 以NOL环试样的拉伸强度作为考察指标,通过对T700/E-51复合材料的张力制度进行水平设计和性能测试,研究了缠绕工艺中张力制度对炭纤维增强复合材料力学性能的影响。试验结果和方差分析表明:a)张力制度对T700/E~51NOL环试件的拉伸性能有显著影响;b)采用张力递减制度能够提高NOL环试件的拉伸性能;c)为了降低试件性能的变异性,需要从工艺上解决张力递减制度的连续性。 展开更多
关键词 张力制度 纤维缠绕 NOL环 方差分析
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基于NSGA-Ⅱ算法的缠绕过程多目标工艺参数优化
6
作者 韩宇泽 刘雁鹏 +1 位作者 任中杰 任明法 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期5622-5633,共12页
基于复合材料缠绕成型工艺过程,采用响应面法设计湿法缠绕成型试验,以缠绕制品的层间剪切强度、孔隙率为关键性能指标,根据试验结果建立缠绕张力、胶辊间隙、缠绕速度对缠绕制品性能的多元回归预测模型,并验证回归模型的准确性。结合回... 基于复合材料缠绕成型工艺过程,采用响应面法设计湿法缠绕成型试验,以缠绕制品的层间剪切强度、孔隙率为关键性能指标,根据试验结果建立缠绕张力、胶辊间隙、缠绕速度对缠绕制品性能的多元回归预测模型,并验证回归模型的准确性。结合回归模型与Morris法进行不同缠绕制品性能表征参数对各工艺参数的敏感度排序,并得到各工艺参数的相对稳定区间,通过缠绕成型试验验证敏感度分析的有效性。以缠绕制品的层间剪切强度大、孔隙率小为目标,通过主成分分析(PCA)得到层间剪切强度的贡献率为60.9%、孔隙率的贡献率为39.1%,利用NSGA-Ⅱ算法获得工艺参数最优解集:缠绕张力为65.1 N、胶辊间隙为0.12 mm、缠绕速度为0.17 m/s,缠绕制品的层间剪切强度为54.4 MPa、孔隙率为1.24%、纤维体积分数为74.13vol%。 展开更多
关键词 复合材料 纤维缠绕 层间剪切强度 孔隙率 纤维体积分数 NSGA-Ⅱ算法 多目标参数优化
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基于张力补偿的变张力控制方法研究 被引量:3
7
作者 许家忠 倪梦健 +2 位作者 李新 李斌 杨海 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第4期27-33,共7页
针对回转体构件纤维缠绕过程中纱线由出纱机构缠绕到主轴上存在的摩擦阻力及悬纱长度的变化引起落纱点处纤维张力变化的问题,提出基于张力补偿的变张力控制方法。分析纱线以任意包角经过导辊前后的张力关系,并采取测地线的缠绕理论对出... 针对回转体构件纤维缠绕过程中纱线由出纱机构缠绕到主轴上存在的摩擦阻力及悬纱长度的变化引起落纱点处纤维张力变化的问题,提出基于张力补偿的变张力控制方法。分析纱线以任意包角经过导辊前后的张力关系,并采取测地线的缠绕理论对出纱导丝头运动轨迹进行规划,获得出纱导丝头的运动轨迹方程;建立芯模缠绕数学模型,分析芯模缠绕过程中悬纱长度对张力变化的影响,获得在不同落纱点处的张力与出纱端需要提供的张力的关系,对悬纱长度变化引起的张力波动施加补偿,从而使落纱点处张力值恒定。进行了施加张力补偿的回转体纤维缠绕实验,缠绕实验结果表明,施加张力补偿后,缠绕张力更加稳定,验证了提出的基于张力补偿的变张力控制方法能有效抑制缠绕过程中张力的波动。 展开更多
关键词 张力控制 变张力 张力补偿 纤维缠绕 悬纱长度 复合材料
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油田用纤维增强塑料压力容器的应用及研究进展
8
作者 陈绍云 王赤宇 +5 位作者 刘百春 燕自峰 郑民君 黄红俊 张立 张丽萍 《天然气与石油》 2024年第1期93-101,共9页
纤维增强塑料压力容器具有耐腐蚀性好、比强度高、耐疲劳性好、质量轻、易于成型、保温性好等优点,近年来逐渐应用于油气处理领域。首先,对纤维增强塑料压力容器在国内油田的应用现状和成型工艺进行了介绍;其次,对影响纤维增强塑料压力... 纤维增强塑料压力容器具有耐腐蚀性好、比强度高、耐疲劳性好、质量轻、易于成型、保温性好等优点,近年来逐渐应用于油气处理领域。首先,对纤维增强塑料压力容器在国内油田的应用现状和成型工艺进行了介绍;其次,对影响纤维增强塑料压力容器性能的因素进行了分析总结;然后,对纤维增强塑料压力容器的相关标准进行了介绍,并对国内外纤维增强塑料压力容器无损检测技术的相关研究进行了综述;最后,对纤维增强塑料压力容器在油田的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 纤维缠绕 复合材料 压力容器 油气分离 无损检测
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电子纤维张力控制系统研制 被引量:3
9
作者 王吉庆 《纤维复合材料》 CAS 2008年第2期37-38,共2页
本文从缠绕过程出发,介绍了电子张力器的结构和原理,重点分析了张力缓冲装置的原理和作用,研制了以伺服驱动为执行元件,以调节器为核心的电子张力器。
关键词 纤维缠绕 纤维张力 伺服系统 张力缓冲装置 电子张力器
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基于机器视觉的碳纤维编织过程纤维状态检测系统 被引量:1
10
作者 刘小龙 孟婥 +1 位作者 张玉井 孙以泽 《毛纺科技》 CAS 北大核心 2022年第9期67-74,共8页
针对碳纤维编织过程中人工未及时发现纤维异常而造成的机器长时间停机问题,设计了基于机器视觉的纤维状态检测系统。针对断纤状态先将正常纤维作为模板,采集图像作为待匹配对象,再利用去均值的NCC匹配算法计算二者的相关系数,实验分析... 针对碳纤维编织过程中人工未及时发现纤维异常而造成的机器长时间停机问题,设计了基于机器视觉的纤维状态检测系统。针对断纤状态先将正常纤维作为模板,采集图像作为待匹配对象,再利用去均值的NCC匹配算法计算二者的相关系数,实验分析得出当相关系数大于阈值0.8则为正常纤维状态;针对纤维缠绕状态先通过区域划分和图像分割的方式二次定位并提取导纱轮区域,再对该区域进行二值化后计算区域内黑色区域的面积占比,最后根据黑色面积占比实现对纤维缠绕状态的检测;通过分析纤维环状态的特点,对采集图像进行滤波处理、区域筛选、积分投影得到纤维状态的曲线图,最后分析得出,当纤维状态垂直方向投影的高度差大于60时则为纤维环状态。实验结果表明,该系统的算法对断纤检测的平均识别准确率为95.75%,纤维缠绕准确率为95.25%,纤维环状态准确率为93.50%,检测实验对纤维损伤的研究具有一定参考意义。 展开更多
关键词 机器视觉 碳纤维编织 断纤 纤维缠绕 纤维环
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卫星构件用M40J/BA204复合材料性能 被引量:2
11
作者 韩建平 秦滢杰 +1 位作者 高伟 刘新东 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期46-49,共4页
针对卫星构件的不同需求,开发了一种芳香胺固化的环氧树脂BA204。研究了无溶剂及溶剂法成型的M40J/BA204复合材料力学、真空放气性能和管件在模拟温度交变条件下的性能变化情况。结果表明:两种方法制备的复合材料力学性能均能满足卫星... 针对卫星构件的不同需求,开发了一种芳香胺固化的环氧树脂BA204。研究了无溶剂及溶剂法成型的M40J/BA204复合材料力学、真空放气性能和管件在模拟温度交变条件下的性能变化情况。结果表明:两种方法制备的复合材料力学性能均能满足卫星构件要求,无溶剂法制备的复合材料力学性能优于溶剂法。采用无溶剂法制备的M40J/BA204复合材料其真空质损率为0.23%,可收集挥发性凝聚物为0.009%;复合材料管件经200次热循环冲击后力学性能变化不大,表明M40J/BA204复合材料具有良好的热稳定性。 展开更多
关键词 卫星构件 M40J/BA204复合材料 纤维缠绕 无溶剂法
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复合材料环向缠绕飞轮轮体工艺应力研究 被引量:2
12
作者 李奕良 戴兴建 张小章 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期265-269,共5页
在平面应力微分方程中考虑温度影响,可以得到复合材料轮体在制造和使用过程中更真实的应力应变情况。计算结果表明常规固化降温过程产生的应力足以使厚壁圆筒开裂。为解决复合材料环向缠绕飞轮在固化以及旋转时径向强度不足的难题,文中... 在平面应力微分方程中考虑温度影响,可以得到复合材料轮体在制造和使用过程中更真实的应力应变情况。计算结果表明常规固化降温过程产生的应力足以使厚壁圆筒开裂。为解决复合材料环向缠绕飞轮在固化以及旋转时径向强度不足的难题,文中提出采用纤维加力缠绕施加径向压预应力,配合及时在线电子束固化的新工艺方法。将新方法中的加力缠绕过程等效为薄层过盈配合,统一加力缠绕和过盈配合两种制造方法以及后续升降温和旋转等工况下的计算问题。最后编制Matlab程序,给出算例,结果表明新工艺方法对径向应力改善明显。 展开更多
关键词 飞轮 储能 复合材料 纤维缠绕 固化 工艺应力
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固化工艺对纤维缠绕炭纤维增强复合材料力学性能的影响 被引量:2
13
作者 张晓军 常新龙 +1 位作者 刘洪超 樊钰 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期26-28,共3页
以NOL环试样的拉伸强度作为考察指标,通过对T700/E-51复合材料的固化制度进行正交试验设计,研究了固化工艺对纤维缠绕炭纤维增强复合材料力学性能的影响。对试验结果进行了极差分析和方差分析,结果表明,通过正交试验设计方法研究固化工... 以NOL环试样的拉伸强度作为考察指标,通过对T700/E-51复合材料的固化制度进行正交试验设计,研究了固化工艺对纤维缠绕炭纤维增强复合材料力学性能的影响。对试验结果进行了极差分析和方差分析,结果表明,通过正交试验设计方法研究固化工艺对复合材料性能的影响,可以大大减少试验次数;后固化温度下的保温时间对试件力学性能影响最大;目前采用的固化制度不是最优组合,需要进一步寻求最优组合。 展开更多
关键词 正交试验设计 固化工艺 纤维缠绕 NOL环
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树脂基复合材料纤维缠绕方案优选专家系统的推理机研究 被引量:2
14
作者 白和丰 吴耀楚 代启光 《武汉工业大学学报》 CSCD 1991年第1期102-107,共6页
作者在充分收集整理有关复合材料纤维缠绕专业知识的基础上,研制了带有约束推理属性,可对缠绕方法的概念空间进行剪枝的正反向混合推理机。该推理机成功地通过了研制的树脂基复合材料纤维缠绕方案优选专家系统(简称CFPES系统)的使用验... 作者在充分收集整理有关复合材料纤维缠绕专业知识的基础上,研制了带有约束推理属性,可对缠绕方法的概念空间进行剪枝的正反向混合推理机。该推理机成功地通过了研制的树脂基复合材料纤维缠绕方案优选专家系统(简称CFPES系统)的使用验证。并可供研制其它专家系统借鉴。CFPES系统具有一个动态数据库和层次结构型的知识库。 展开更多
关键词 复合材料 纤维缠绕 专家系统
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纤维动态张力校准装置设计与测量模型验证
15
作者 左睿奇 李博 +2 位作者 杨军 王霞 张鹤宇 《航天器环境工程》 CSCD 北大核心 2023年第2期155-161,共7页
文章从纤维缠绕动态张力校准的应用需求出发,在分析纤维缠绕的工艺原理、确定纤维张力校准系统结构的基础上,建立了动态张力理论方程;应用ADAMS建立纤维带柔性体模型与刚性系统间的刚柔耦合面接触,实现了难度较高的柔性体高频正弦激振... 文章从纤维缠绕动态张力校准的应用需求出发,在分析纤维缠绕的工艺原理、确定纤维张力校准系统结构的基础上,建立了动态张力理论方程;应用ADAMS建立纤维带柔性体模型与刚性系统间的刚柔耦合面接触,实现了难度较高的柔性体高频正弦激振仿真试验,完成了国内首台纤维动态张力校准专用装置的结构设计与优化。并通过理论计算与仿真测量结果的比较验证了纤维动态张力测量模型的可靠性,确定了校准系统最优工作状态,为动态张力实测与校准提供了实验方案,为未来进一步开展缠绕张力在线校准奠定了基础。 展开更多
关键词 纤维缠绕 纤维动态张力校准装置 测量模型 柔性体仿真
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基于纤维缠绕超高压混合磨料罐的设计优化研究
16
作者 杨佳 刘晨 《科学技术创新》 2023年第13期13-16,共4页
超高压前混合磨料罐需要承担磨料的存储和相应的压力,所以对其强度具有非常高的要求,因此提出了基于纤维缠绕的超高压前混合磨料罐的优化设计,然后基于网格理论开展设计,对磨料罐的筒身与封头段等进行了力学的特性分析,并得出筒身和封... 超高压前混合磨料罐需要承担磨料的存储和相应的压力,所以对其强度具有非常高的要求,因此提出了基于纤维缠绕的超高压前混合磨料罐的优化设计,然后基于网格理论开展设计,对磨料罐的筒身与封头段等进行了力学的特性分析,并得出筒身和封头需要缠绕的厚度和角度。经对磨料罐的上罐口进行结构性的优化设计后,利用有限元软件加以验证分析,主要针对纤维铺层的应力和应变进行分析,再和传统的磨料罐加以对比研究。 展开更多
关键词 纤维缠绕 磨料罐 超高压 有限元 设计优化
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基于VC++和Pro/E的缠绕芯模的逆向设计 被引量:1
17
作者 田会方 张毅 《武汉理工大学学报(信息与管理工程版)》 CAS 2011年第4期572-575,共4页
纤维缠绕芯模的形状尺寸决定着缠绕复合材料的形状,在生产复合材料前,需对特定形状的芯模进行仿真,在仿真阶段对于不同格式的芯模,要求逆向获取其关键尺寸。利用三维建模软件Pro/E进行基于几何形状特征的建模,再将其转化为VRML(virtual ... 纤维缠绕芯模的形状尺寸决定着缠绕复合材料的形状,在生产复合材料前,需对特定形状的芯模进行仿真,在仿真阶段对于不同格式的芯模,要求逆向获取其关键尺寸。利用三维建模软件Pro/E进行基于几何形状特征的建模,再将其转化为VRML(virtual reality modeling language)格式的中性文件。然后,采用VC++建立一个简捷的操作平台,通过VC++结合OpenGL(open graphic library)实现模型的渲染和重构,在VC++界面中获取CAD模型的关键尺寸,达到芯模逆向设计的目的,可方便地实现缠绕仿真的设计。 展开更多
关键词 VRML 纤维缠绕 OPENGL 逆向设计
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基于ACIS几何造型系统的纤维缠绕复合材料壳体设计 被引量:1
18
作者 张亮 鲍福廷 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第4期545-548,553,共5页
利用图形内核ACIS丰富的几何造型功能和HOOPS图形显示方面的优势,通过VC++.NET这样一个通用的开发平台进行纤维缠绕复合材料壳体设计研究,本研究解决了复合材料壳体模型化、参数化和设计程序化的技术难题,实现了复合材料壳体一体化设计... 利用图形内核ACIS丰富的几何造型功能和HOOPS图形显示方面的优势,通过VC++.NET这样一个通用的开发平台进行纤维缠绕复合材料壳体设计研究,本研究解决了复合材料壳体模型化、参数化和设计程序化的技术难题,实现了复合材料壳体一体化设计。设计结果可以获得58个参数。主要包括:缠绕壳体纤维数据、几何数据、质量特性参数、力学特性参数以及壳体战术技术性能数据。设计结果为有限元分析提供直接可调用的图形参数,也可以为CAD软件提供初始模型。该设计系统为三维造型显示,可视化程度高,界面友好,交互性强,为用户对复合材料壳体初始设计提供了方便。 展开更多
关键词 ACIS 壳体 纤维缠绕 CAD
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大丝束碳纤维缠绕呼吸气瓶专用环氧树脂的固化机理及其固化性能的检测方法
19
作者 张赢元 郭丽艳 +3 位作者 牛晧 李冠汐 王永鹏 刘梦竹 《吉林化工学院学报》 CAS 2022年第5期6-12,共7页
目前,大丝束碳纤维缠绕呼吸气瓶越来越受欢迎,因碳纤维增强材料具有质轻、高强的优势,所以碳纤维复合材料制作的呼吸气瓶轻便耐用,完全可替代金属罐体的气瓶.但气瓶所处的内外环境往往比较复杂,对大丝束碳纤维缠绕呼吸气瓶的性能提出更... 目前,大丝束碳纤维缠绕呼吸气瓶越来越受欢迎,因碳纤维增强材料具有质轻、高强的优势,所以碳纤维复合材料制作的呼吸气瓶轻便耐用,完全可替代金属罐体的气瓶.但气瓶所处的内外环境往往比较复杂,对大丝束碳纤维缠绕呼吸气瓶的性能提出更高的要求,尤其是树脂基体的力学性能、韧性以及耐湿热性能决定着气瓶整体性能.因此,总结出目前常用的呼吸气瓶专用树脂的浸润以及固化机理,并进行理论分析,为国产大丝束碳纤维缠绕呼吸气瓶专用树脂的发展提供思路. 展开更多
关键词 大丝束碳纤维 环氧树脂 呼吸气瓶 纤维缠绕 固化工艺
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基于静摩擦施力方法的纤维缠绕张力自动控制器研究(英文)
20
作者 刘雪红 吴耀楚 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2006年第4期739-742,共4页
介绍了一种先进的纤维张力微机控制系统,该系统能实现缠绕过程中纤维张力的高精度自动控制.通过静摩擦力间接施力方式按照设定张力变化曲线施加和调整缠绕过程的张力,实现了对纤维低磨损下的大张力高精度控制.实际应用证明,该系统稳定可... 介绍了一种先进的纤维张力微机控制系统,该系统能实现缠绕过程中纤维张力的高精度自动控制.通过静摩擦力间接施力方式按照设定张力变化曲线施加和调整缠绕过程的张力,实现了对纤维低磨损下的大张力高精度控制.实际应用证明,该系统稳定可靠,控制性能良好,综合控制精度为±3%,最大可控张力达到纤维强度55%,在高性能民用、军用及航空航天等纤维缠绕制品生产领域具有广泛的应用前景. 展开更多
关键词 纤维缠绕 张力控制器 静摩擦力
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