碳纤维自动铺放设备研究进展

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作者 王上锋 王守成 《合成纤维》 2026年第3期49-54,71,共7页

高性能碳纤维已成为现代航空工业的战略性基础材料,其制造工艺的革新深度影响着装备轻量化进程与综合性能提升,是支撑航空航天产业向高效能、低成本方向演进的核心技术引擎。系统梳理自动铺带/铺丝设备发展和应用现状,重点阐述现阶段有... 高性能碳纤维已成为现代航空工业的战略性基础材料,其制造工艺的革新深度影响着装备轻量化进程与综合性能提升,是支撑航空航天产业向高效能、低成本方向演进的核心技术引擎。系统梳理自动铺带/铺丝设备发展和应用现状,重点阐述现阶段有关铺放温度、铺放压力和铺放张力等工艺参数研究进展,最终从装备智能化、工艺数字化等维度提出我国碳纤维自动铺放技术的发展路径,为突破高性能复材构件制造瓶颈提供理论支撑。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 铺放技术 铺放设备 铺放工艺

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基于AFP工艺多目标优化的CFRP预浸料高质量铺层研究

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作者 宗岳岳 高阁 +2 位作者 郝益 刘志强 谢艺璇 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第6期160-169,共10页

自动纤维铺设(automated fiber placement,AFP)在制造高性能碳纤维增强聚合物(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)复合材料产品中发挥着重要作用,其质量受到工艺参数的显著影响。探讨了由自建AFP机制造的CFRP复合材料预浸料的铺层质... 自动纤维铺设(automated fiber placement,AFP)在制造高性能碳纤维增强聚合物(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)复合材料产品中发挥着重要作用,其质量受到工艺参数的显著影响。探讨了由自建AFP机制造的CFRP复合材料预浸料的铺层质量,分析了工艺参数对其影响。通过单因素试验方法,分析了AFP性能(预浸料的贴合状态、变形及气泡数量)与工艺参数(工具温度、铺放速度和压实压力)之间的关系。在此基础上,使用人工神经网络(artificial neural network,ANN)建立回归模型,并通过粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)确定最佳网络结构以提高预测精度。通过多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)解决三目标优化问题,获得最优的Pareto解集。结合层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)的复杂比例评估(complex proportional assessment,COPRAS)方法用于从备选解集中确定最佳参数组合。 展开更多

关键词 自动纤维铺设 碳纤维增强聚合物 工艺参数 多目标优化 多准则决策分析

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复合材料自动成型工艺进展及其在航空中的应用 被引量：1

3

作者 刘西振 苏佳智 +3 位作者 陈旭 葛继文 尹秋之 李崇 《合成纤维》 2025年第11期68-70,共3页

聚焦复合材料自动成型工艺的技术发展及其在航空领域中的应用,系统地梳理了自动铺放、树脂传递模塑及增材制造等核心工艺的技术突破,并分析其对航空制造业生产效率、成本控制及产品设计自由度的深远影响。通过典型案例揭示了自动成型技... 聚焦复合材料自动成型工艺的技术发展及其在航空领域中的应用,系统地梳理了自动铺放、树脂传递模塑及增材制造等核心工艺的技术突破,并分析其对航空制造业生产效率、成本控制及产品设计自由度的深远影响。通过典型案例揭示了自动成型技术在飞机主承力结构、发动机部件及新型飞行器研发中的关键作用,展望智能化、绿色化的未来发展方向。研究表明,自动成型工艺已成为航空领域轻量化、高性能与可持续发展战略的核心支撑。 展开更多

关键词 复合材料自动成型 纤维铺放技术 航空轻量化 RTM工艺 增材制造

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丝束张力对自动铺丝成型工艺的影响 被引量：9

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作者 赵聪 肖军 +2 位作者 王显峰 李俊斐 黄威 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1384-1392,共9页

为获得良好的铺丝成型质量,通过理论分析和实际铺放实验,从送丝质量和铺放质量两个角度出发,研究了丝束张力对自动铺丝成型工艺的影响。送丝实验发现,丝束张力的大小对送丝精度和送丝可靠性影响显著;铺放实验发现,过大或过小的丝束张力... 为获得良好的铺丝成型质量,通过理论分析和实际铺放实验,从送丝质量和铺放质量两个角度出发,研究了丝束张力对自动铺丝成型工艺的影响。送丝实验发现,丝束张力的大小对送丝精度和送丝可靠性影响显著;铺放实验发现,过大或过小的丝束张力都会导致铺放质量的下降,铺放过程中丝束张力维持在合理的范围内;基于铺放过程中预浸丝束的受力分析,探究了不同铺放条件下铺放张力对铺放质量的影响,讨论了影响丝束张力取值范围的因素,建立了丝束张力取值范围的计算公式并对该公式的合理性进行了实验性验证。最终得出结论,丝束张力是自动铺丝成型工艺的重要工艺参数之一,铺放中丝束张力的取值应随曲面形状和铺放轨迹的改变而调整,并与其他铺放工艺参数相匹配以实现铺放质量的最优化。 展开更多

关键词 复合材料 自动铺丝 工艺参数 丝束张力 送丝精度 铺放质量

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热塑性复合材料纤维铺放工艺的研究进展 被引量：26

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作者 韩振宇 李玥华 +1 位作者 富宏亚 邵忠喜 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期91-96,共6页

热塑性复合材料由于其良好的可焊接性、可循环利用性、抗化学腐蚀性,特别是短时间内就可加工成型等特点,在未来航空航天构件制造领域有着广阔的应用前景。纤维铺放过程中涉及一系列的物理现象,涵盖传热学、热力学、结晶动力学,牛顿流体... 热塑性复合材料由于其良好的可焊接性、可循环利用性、抗化学腐蚀性,特别是短时间内就可加工成型等特点,在未来航空航天构件制造领域有着广阔的应用前景。纤维铺放过程中涉及一系列的物理现象,涵盖传热学、热力学、结晶动力学,牛顿流体力学等学科及这些学科的交叉领域。本文以上述学科的相关知识为理论依据,对纤维铺放工艺中的加热工艺,冷却工艺,铺层间强度,纤维铺放压力和残余热应力五方面内容,通过分析其理论模型的建立和求解方法,介绍和讨论了纤维铺放过程中与最终产品质量相关的基体材料结晶度、铺层间紧密接触程度、铺层间熔合度等关键问题及其中涉及的铺放温度、铺放速率、铺放压力等主要工艺参数。同时,本文还总结了国外的研究成果和研究进展,指出其中存在的一些问题,并对今后纤维铺放工艺的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 热塑性复合材料 纤维铺放 加热工艺 冷却工艺 铺层间强度 残余热应力

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T800/607低温复合材料应用评价研究 被引量：5

6

作者 张建宝 尚呈元 +2 位作者 周宇 刘永佼 潘艳 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2020年第2期97-100,共4页

在阐述国内外低温复合材料贮箱技术研究现状的基础上,从工艺性、力学性能、渗透性等方面对自主研发的T800/607低温复合材料体系进行了性能评价研究,并最终通过圆筒试验件评价试验对T800/607复合材料在液氢无内衬复合材料贮箱中应用的可... 在阐述国内外低温复合材料贮箱技术研究现状的基础上,从工艺性、力学性能、渗透性等方面对自主研发的T800/607低温复合材料体系进行了性能评价研究,并最终通过圆筒试验件评价试验对T800/607复合材料在液氢无内衬复合材料贮箱中应用的可行性进行了测试评价。 展开更多

关键词 复合材料 低温 自动铺丝 工艺 氦质谱

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纤维铺放设备机械手臂末端运动轨迹的后置处理技术研究 被引量：6

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作者 邵忠喜 富宏亚 韩振宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期2023-2029,共7页

在已知被铺放芯模和芯模铺放纤维轨迹的基础上,对数控铺放设备的后置处理算法进行了研究。通过铺放设备运动过程的分析,将这种冗余度机器人的七个关节分两个部分处理:主轴关节部分和机械手臂部分。运用机器人学相关原理建立杆件坐标系,... 在已知被铺放芯模和芯模铺放纤维轨迹的基础上,对数控铺放设备的后置处理算法进行了研究。通过铺放设备运动过程的分析,将这种冗余度机器人的七个关节分两个部分处理:主轴关节部分和机械手臂部分。运用机器人学相关原理建立杆件坐标系,通过机器人运动学的正解和逆解,得到了机械手臂六关节变量的解。提出利用投影向量法判断铺放螺旋轨迹方向。同时为了实现铺放过程的运动仿真,系统阐述了铺放轨迹的前期处理方法。分析了铺放头角度参数和位置参数的关系及铺放头角度参数的合理范围。最后通过铺放运动过程仿真,证明了所提出的后置处理算法和轨迹数据前期处理方法的正确性。 展开更多

关键词 纤维铺放 铺放机 冗余度机器人 后置处理 运动仿真

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基于响应面法的碳纤维铺放工艺参数优化及耦合作用分析 被引量：3

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作者 周洁 张楠 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期66-71,共6页

针对碳纤维铺放过程中工艺参数对层间剪切强度(ILSS)的耦合作用机理,采用正交实验方法设计四因素三水平的碳纤维增强环氧树脂预浸带铺放实验,采用响应面法对实验数据进行回归分析,建立ILSS与铺放工艺参数(热风温度、铺放压力、压辊温度... 针对碳纤维铺放过程中工艺参数对层间剪切强度(ILSS)的耦合作用机理,采用正交实验方法设计四因素三水平的碳纤维增强环氧树脂预浸带铺放实验,采用响应面法对实验数据进行回归分析,建立ILSS与铺放工艺参数(热风温度、铺放压力、压辊温度和铺放速度)的二次回归函数模型,利用该模型对工艺参数进行了优化并分析了各工艺参数耦合作用对ILSS的影响规律。结果表明,最佳工艺参数组合为热风温度88.1℃、铺放压力740.4N、压辊温度86℃、铺放速度23.1mm/s;铺放速度对ILSS的影响较大,其余参数的影响次序由大到小依次为热风温度、压辊温度、铺放压力;热风温度与压辊温度的耦合作用对ILSS有极显著的影响,热风温度与铺放速度、压辊温度与铺放速度耦合作用对ILSS有显著的影响;通过耦合作用分析,发现热风温度在85～100℃、压辊温度在80～100℃、铺放速度在20～30mm/s时,制品ILSS较高,大于20MPa,从而扩展了碳纤维铺放成型的加工窗口。 展开更多

关键词 碳纤维 铺放 工艺参数优化 正交实验 响应面法 耦合作用 层间剪切强度

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基于树脂基复合材料自动铺丝工艺的轨迹设计技术探讨 被引量：3

9

作者 王显峰 刘卫平 +2 位作者 梁文萍 居相文 肖军 《航空制造技术》 2019年第4期79-86,共8页

针对树脂基纤维增强复合材料自动铺丝过程中出现的纤维褶皱、分层等工艺缺陷,着重探讨不同轨迹设计方法(固定角、测地线、变曲率)在抑制工艺缺陷上的优劣。对不同轨迹规划方法进行了比较,最终给出针对不同曲面特征、不同铺丝工艺要求的... 针对树脂基纤维增强复合材料自动铺丝过程中出现的纤维褶皱、分层等工艺缺陷,着重探讨不同轨迹设计方法(固定角、测地线、变曲率)在抑制工艺缺陷上的优劣。对不同轨迹规划方法进行了比较,最终给出针对不同曲面特征、不同铺丝工艺要求的轨迹设计方法。 展开更多

关键词 复合材料 铺丝工艺 轨迹设计 抑制缺陷

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NY9200GA树脂体系预浸料自动铺放粘结性工艺研究 被引量：7

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作者 李勇 王敏 +2 位作者 肖军 还大军 褚奇奕 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期571-578,共8页

为研究NY9200GA环氧树脂体系预浸料的自动铺放粘结性工艺特性,采用自行设计的预浸料粘结性测试装置,通过单因素试验,研究不同铺放工艺条件下预浸料的层间粘结性变化规律;运用正交试验法确定各铺放工艺参数对粘结性的影响程度。结果表明... 为研究NY9200GA环氧树脂体系预浸料的自动铺放粘结性工艺特性,采用自行设计的预浸料粘结性测试装置,通过单因素试验,研究不同铺放工艺条件下预浸料的层间粘结性变化规律;运用正交试验法确定各铺放工艺参数对粘结性的影响程度。结果表明,随着铺放温度的升高,预浸料层间粘结性先增大后降低,在温度为40℃时粘结性出现峰值;铺放压力的增大和速度的减小均会增加预浸料层间的粘结性;温度对预浸料层间粘结性值的影响最大,压力的影响次之。此外,预浸料层间粘结性与放置时间和纤维方向有关,在室温环境中存放的时间越长,预浸料层间的粘结性越低;随着相邻铺层间纤维夹角的增加,预浸料层间粘结性也逐渐增加,其中0°/90°铺层间粘结性是0°/0°的近两倍。 展开更多

关键词 预浸料 自动铺放 层间粘结性 铺放工艺参数 纤维方向

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自动铺丝过程中预浸料的侧向弯曲 被引量：9

11

作者 方宜武 王显峰 +1 位作者 顾善群 肖军 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期47-52,共6页

根据自动铺丝过程中预浸料的受力特点,建立预浸料的侧向弯曲变形模型。利用最小势能原理、瑞利-利兹法以及相关的复合材料力学理论,推导出预浸料侧向屈曲半径公式。研究自动铺丝温度、压力、速度、黏附力等主要工艺参数对侧向弯曲性能... 根据自动铺丝过程中预浸料的受力特点,建立预浸料的侧向弯曲变形模型。利用最小势能原理、瑞利-利兹法以及相关的复合材料力学理论,推导出预浸料侧向屈曲半径公式。研究自动铺丝温度、压力、速度、黏附力等主要工艺参数对侧向弯曲性能的影响,并用自动铺丝机铺放不同半径的预浸料圆弧进行验证。结果表明:随着温度增大、压力和速度减小,预浸料的侧向弯曲性能提高;增加预浸料黏附力可显著提高其侧向弯曲性能,符合理论分析结果。 展开更多

关键词 自动铺丝 预浸料 侧向弯曲 屈曲半径 工艺参数

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七自由度纤维铺放机后置处理算法及比较 被引量：2

12

作者 富宏亚 邵忠喜 +1 位作者 路华 刘源 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期842-848,共7页

为了使七自由度纤维铺放机按规划的铺放轨迹运动,必须研究铺放机的后置处理算法。通过比较七自由度冗余度机器人的各种逆解方法,结合纤维铺放的工作过程,铺放机后置处理算法采用位姿分离法,将7个关节分两个部分进行后置处理算法的研究:... 为了使七自由度纤维铺放机按规划的铺放轨迹运动,必须研究铺放机的后置处理算法。通过比较七自由度冗余度机器人的各种逆解方法,结合纤维铺放的工作过程,铺放机后置处理算法采用位姿分离法,将7个关节分两个部分进行后置处理算法的研究:主轴关节部分和机械手臂部分。这种算法在保留机构冗余特性的同时,避开了冗余自由度机构的运动学分析、优化问题,简化了后置处理算法。通过分析主轴关节的不同处理方法,提出基于机械手臂末端运动轨迹和基于机械手臂末端施压方向2种算法。并对这2种算法进行分析比较,得出基于机械手臂末端施压方向的后置处理算法使机床运动平稳、关节变量变化范围小、关节角波动小、适用范围广的结论。通过铺放试验验证了后置处理方法的正确性。 展开更多

关键词 航空、航天科学技术其它学科 纤维铺放 冗余度机器人 后置处理 运动仿真

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复合材料自动铺丝设备研究现状 被引量：15

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作者 王显峰 张育耀 +1 位作者 赵聪 肖军 《航空制造技术》 2018年第14期83-90,共8页

自动铺丝成型工艺因其高质量、高效率、高成型适应性、低废料率等工艺特点,特别适用于大型复杂复合材料构件的自动化成型,如机身、进气道、承力锥、翼身融合体等。从床身形式、纱箱系统、铺丝头结构等角度展开,总结了自动铺丝成型设备... 自动铺丝成型工艺因其高质量、高效率、高成型适应性、低废料率等工艺特点,特别适用于大型复杂复合材料构件的自动化成型,如机身、进气道、承力锥、翼身融合体等。从床身形式、纱箱系统、铺丝头结构等角度展开,总结了自动铺丝成型设备的发展现状,分析了现阶段国内相关的研究成果与应用现状,最后对自动铺丝成型设备未来的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 先进复合材料 自动化成型工艺 自动铺丝 铺放设备 模块化设计

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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：24

14

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 自动铺带 自动铺丝 铺放设备 铺放工艺参数 大型商用飞机

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工艺参数对平面曲线铺放过程丝束铺放效果的影响 被引量：3

15

作者 黄新杰 肖军 +1 位作者 赵聪 张荣荣 《玻璃纤维》 CAS 2016年第1期13-18,46,共7页

分析了变曲率铺放过程中预浸丝束产生的缺陷及产生机制,并讨论了回转半径大小对于丝束缺陷剧烈程度产生的影响。利用最小回转半径反映丝束进行曲线铺放的效果;并且通过有效贴合长度比来表征丝束最小回转半径。利用该评价方法分别研究了... 分析了变曲率铺放过程中预浸丝束产生的缺陷及产生机制,并讨论了回转半径大小对于丝束缺陷剧烈程度产生的影响。利用最小回转半径反映丝束进行曲线铺放的效果;并且通过有效贴合长度比来表征丝束最小回转半径。利用该评价方法分别研究了各工艺参数对于铺放质量的影响,发现在本试验条件下随着铺放温度的增加丝束最小回转半径减小;随着铺放压力的增加,丝束最小回转半径先是减小,达到最小值后保持不变,继续增加铺放压力使得丝束最小回转半径增大;随着铺放速率的增加丝束最小回转半径增大。 展开更多

关键词 工艺参数 自动铺丝 曲线铺放

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热固性复合材料铺丝构件力学行为研究进展 被引量：1

16

作者 徐强 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第23期22-31,共10页

复合材料自动铺丝(Automated fiber placement,AFP)技术是一种低成本、高性能的先进复合材料自动化制造技术。为充分利用预浸料铺放变形及黏合特性来改善铺放质量,从预浸料丝束变形–黏合行为与工艺参数的关联机制和典型工艺缺陷对构件... 复合材料自动铺丝(Automated fiber placement,AFP)技术是一种低成本、高性能的先进复合材料自动化制造技术。为充分利用预浸料铺放变形及黏合特性来改善铺放质量,从预浸料丝束变形–黏合行为与工艺参数的关联机制和典型工艺缺陷对构件力学行为影响机理两个方面对国内外研究现状进行综述,分析了工艺参数与工艺缺陷对复合材料铺丝构件力学行为的影响机制;最后,提出了与复合材料铺丝构件力学行为相关的研究内容和科学问题。 展开更多

关键词 复合材料 自动铺丝 典型缺陷 工艺参数 力学行为

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基于热-力耦合模型的纤维丝束带铺放残余应力的模拟及实验研究 被引量：1

17

作者 张宏基 唐虹 史耀耀 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1132-1141,共10页

采用有限元分析计算和实验测试2种方法,在热-力耦合载荷作用下,对纤维丝束带铺放成型时的残余应力进行了研究。首先,建立纤维丝束带铺放的热-力耦合模型,利用有限元分析研究了不同温度和压力参数条件下纤维丝束带铺放残余应力的模拟结... 采用有限元分析计算和实验测试2种方法,在热-力耦合载荷作用下,对纤维丝束带铺放成型时的残余应力进行了研究。首先,建立纤维丝束带铺放的热-力耦合模型,利用有限元分析研究了不同温度和压力参数条件下纤维丝束带铺放残余应力的模拟结果。其次,对结果进行分析比较得到各个因素对纤维丝束带铺放残余应力的基本影响规律;最后进行不同温度和压力等铺放参数对纤维丝束带铺放成型时残余应力影响的实验测试研究,以验证热-力耦合有限元模型计算结果的正确性。结果表明:2种方法得到的残余应力分布基本一致,只是残余应力的最大值之间存在着差别。 展开更多

关键词 纤维铺放 残余应力 热-力耦合模型 有限元仿真 工艺参数 复合材料

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碳纤维复合材料自动铺放关键技术的现状与发展趋势 被引量：14

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作者 曹忠亮 郭登科 +2 位作者 林国军 胡清明 富宏亚 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第21期21185-21194,共10页

碳纤维复合材料具有耐高温、耐摩擦、耐腐蚀等诸多优异性能,被广泛应用于航空航天、汽车制造等相关领域。鉴于碳纤维复合材料的广泛应用,制备碳纤维复合材料构件的自动铺放设备及技术也得到了快速发展。近年来,复合材料自动铺放技术也... 碳纤维复合材料具有耐高温、耐摩擦、耐腐蚀等诸多优异性能,被广泛应用于航空航天、汽车制造等相关领域。鉴于碳纤维复合材料的广泛应用,制备碳纤维复合材料构件的自动铺放设备及技术也得到了快速发展。近年来,复合材料自动铺放技术也取得了非常显著的成绩。碳纤维复合材料自动铺放技术的研究是铺放设备、铺放轨迹、铺放工艺及铺放软件技术的综合性研究。其中,研究人员将铺放头与纤维纱架结合实现了碳纤维复合材料铺放设备的一体式结构,为完全自动化铺放奠定了基础。碳纤维复合材料的铺放轨迹起初采用相对简单的定角度铺放,但是近些年变角度铺放成为研究热点,采用变角度铺放可以提升铺放构件的力学性能。另外,工作人员针对复合材料的铺放温度、铺放速度和铺放压力等铺放工艺进行了研究,实现了铺放工艺参数的优化并提高了铺放构件的成型质量。此外,在复合材料自动铺放软件技术的研究中,研究人员以铺放工艺及构件形体要求为基础,开发了与铺放设备相匹配的CAD/CAM软件系统,实现了复合材料的自动化、智能化铺放。本文主要从自动铺放设备结构、纤维铺放轨迹规划与控制、铺放工艺参数优化和自动铺放软件系统几个方面对国内外自动铺放技术的研究进展进行了综述。基于自动铺放技术的发展现状,总结了国内自动铺放技术存在的问题,并对国内自动铺放技术的发展方向进行了探讨。 展开更多

关键词 复合材料 纤维铺放 结构设计 铺放工艺 软件系统

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碳纤维复合材料丝束带剪断状态快速检测方法 被引量：3

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作者 陶祎春 贾书海 +2 位作者 段玉岗 张小辉 陈花玲 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期112-116,共5页

为解决在狭小空间内无法准确有效识别碳纤维丝束带剪断状态的问题,提出了一种基于电信号的碳纤维丝束带剪断状态的检测方法,并设计了相应的剪断状态监测硬件及软件系统。该检测方法首先通过简单的检测电路以及数据采集卡,实现对碳纤维... 为解决在狭小空间内无法准确有效识别碳纤维丝束带剪断状态的问题,提出了一种基于电信号的碳纤维丝束带剪断状态的检测方法,并设计了相应的剪断状态监测硬件及软件系统。该检测方法首先通过简单的检测电路以及数据采集卡,实现对碳纤维丝束带剪断过程中的电信号实时采集,然后对采集得到的信号进行低通滤波处理,获取电压信号的峰值,将峰值与设定的检测阈值相比较,可以有效识别出碳纤维丝束带的剪断情况。实验结果表明,在进行剪断操作时,未完全剪断的碳纤维丝束带电阻为10~500Ω,而完全剪断的丝束带电阻为无穷大,将丝束带与检测电路连接,电阻的变化即可反映到两电极间的电压变化。实验中,完全剪断时,丝束带两端电压从0V大幅跃升到4.377 03V,大于设定的阈值,而未完全剪断时,丝束带两端电压从0 V小幅跃升到0.067 97V,小于设定的阈值1V,均可有效识别剪断状态,证明该方法检测结果较为准确。该方法可以在铺丝头内部的狭小空间进行检测,同时能够快速识别出碳纤维丝束带的剪断状态。 展开更多

关键词 复合材料 纤维铺放 剪断检测 信号处理

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铺放工艺参数对预浸料丝束曲线铺贴质量的影响 被引量：9

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作者 蔡立成 彭啸 +2 位作者 汪海晋 丁会明 徐强 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1795-1808,共14页

为研究铺放工艺参数对复合材料预浸料丝束曲线铺贴质量的影响规律及作用机制,首先自主设计并搭建了可模拟铺丝机曲线铺贴运动的试验平台,进行了变铺放工艺参数与变铺放半径的预浸料丝束曲线铺贴试验。通过测量计算有效贴合长度比、褶皱... 为研究铺放工艺参数对复合材料预浸料丝束曲线铺贴质量的影响规律及作用机制,首先自主设计并搭建了可模拟铺丝机曲线铺贴运动的试验平台,进行了变铺放工艺参数与变铺放半径的预浸料丝束曲线铺贴试验。通过测量计算有效贴合长度比、褶皱角度及曲率半径比,并结合变铺放工艺参数的单因素剥离试验对铺放质量进行了表征。结果表明:曲线铺贴质量与预浸料丝束黏结力及弯曲刚度密切相关;随铺放温度、压力和张力增大、铺放速率减小,丝束黏结力上升,曲线铺贴质量提高;铺放温度升高引起的丝束弯曲刚度下降可提升曲线铺贴准确性,但过高的铺放温度会导致丝束黏性下降,曲线铺贴缺陷显著;铺放张力会改变丝束的受力状态,进而影响曲线铺贴路径的准确性;此外,曲线铺贴半径越小,铺放质量对工艺参数的变化越敏感。 展开更多

关键词 自动铺丝 工艺参数 曲线铺贴 剥离试验 预浸料 黏结力行为

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