会员注册 | 登录 | 微信快捷登录 支付宝快捷登录 QQ登录 微博登录 | 帮助中心 人人文库renrendoc.com美如初恋!
站内搜索 百度文库

热门搜索: 直缝焊接机 矿井提升机 循环球式转向器图纸 机器人手爪发展史 管道机器人dwg 动平衡试验台设计

基于ProE的五轴数控缠绕机仿真及参数化设计.pdf基于ProE的五轴数控缠绕机仿真及参数化设计.pdf -- 3 元

宽屏显示 收藏 分享

资源预览需要最新版本的Flash Player支持。
您尚未安装或版本过低,建议您

武汉理工大学硕士学位论文基于Pro/E的五轴数控缠绕机仿真及参数化设计姓名徐岩申请学位级别硕士专业机械制造及其自动化指导教师王志辉20060501武汉理_L大学硕士学位论文摘要在复合材料的成型工艺中,纤维缠绕成型工艺由于具有产品强度高、可整体成型及能更好发挥纤维高强度特性等特点,得到了广泛的应用。纤维缠绕机作为生产聚合物基复合纤维缠绕制品的专用设备,它的设计和生产是机械制造行业中的一个新门类。鉴于缠绕制品的多样性和复杂性,以及在不同应用领域对缠绕制品的线型精度和质量要求的差异,目前缠绕机的通用化、标准化和系列化程度不高。Pro/Engineer是PTC推出的一款功能强大的CAD软件,虽然在国内已经得到了广泛的应用,但能够充分利用Pro/Engineer的强大功能,进行机械辅助设计的并不多。本课题以Pro/Engineer作为二次开发平台,利用Pro/TOOLKIT二次开发技术及参数化技术建立一个智能CAD系统。把缠绕机的整个设计工作都纳入到Pro/Engineer的体系当中,提高机械设计的效率。其主要内容如下1.五轴数控缠绕机的设计建模本设计的五轴较以前设计的不同,在于增加了升降坐标的运动我们主要运用Pro/Engineer作为平台,实现缠绕机的设计、三维建模与装配。2.Pro/Mechanica结构分析以Pro/Mechanica为平台,对五轴数控缠绕机的关键零部件进行有限元分析,及优化设计。3.运动仿真对缠绕机进行运动仿真,仿真缠绕过程,生成缠绕线型,并分析线型。4.参数化设计基于Pro/Engineer的参数化功能及Pro/TOOLKIT二次开发技术实现缠绕机的整机参数化。芯模尺寸在三个系列变化。关键词纤维缠绕,Pro/Engineer,参数化,仿真武汉理I人学硕士学位论文AbstractInthefieldofformingprocessesforcompositematerials,filamentwindingformingprocessiswidelyusedbecauseofitsgoodperformance.Thefilamentwindingequipmentisthespecialequipmentfortheproductionmadeofcompositematerials.Itsdesignandproductionisanewfieldofthemechanicmanufacture.Becauseofdiversityandcomplexityofproductions,andthedifferentrequirementsaboutlinetypeprecisionandproductionqualityindifferentfields,thefilamentwindingequipmenthasalowdegreeinproductioncurrency、productionstandard、productionseries.Pro/EngineerisapowerfulCADsoftwarefromPTC.ThoughitSwidelyusedinchina,itspowerfulmodulesareseldomfullyused.ThispapertakesPro/Engineerastheapplicationdevelopmentplatform,andaimedtosetupanintelligentCADsystem,tocarryoutallthedesigningtasksoffilamentwindingmachinebyPro/Engineer.ThemaintasksundeRakeninthepapersareasfollows1.DesignthefiveaxesnumericalfilamentwindingmachineinPro/Engineer.Thedifferencebetweenthisdesignandformaldesignisthatweaddaup.and.downmovementtothemachineWedesigning、modelingandassembly棚inPro/Engineer.2.Pro/MechanicaStructumAnalysisAnalysisandoptimizethekeyparsofthemachinebasedOnPro/Mechanica.3.MovementsimulationAccordingtotherulesoffilamentwinding,simulatethewindingprocessbased011themodelwedesignedbyPro/Engineercarryoutthelinestylesandanalysisthewindingprocess.4.ParametemtionofthemachineParameterizethemachine.Weaimedtorealizetheparameterizationoftheassemblymachine,whentheworkpiecechangesamongthreedimensionseries.KeywordsFilamentWinding,Pro/Engineer,Parameterization,Simulation此页若属实.请申请人及导师签名。独创性声明本人声明,所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书丽使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名墨塞.塞日期五型垒乡研究生签名童垂.益日期五趔垒乡关于论文使用授权的说明本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅学校可以公布论文的全部内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后应遵守此规定研究生签名壮导师签名主兰逝注请将此声明装订在论文的目录前。日期印彰.夸御武汉理工大学硕十学位论文第1章绪论1.1纤维缠绕成型工艺简介Ⅲ2m11.1.1纤维缠绕成型工艺的发展简史纤维缠绕Fw成型工艺是指采用连续纤维或带经过树脂浸胶后,或者采用预浸胶纤维或带,按照一定的规律缠绕到芯模上,然后在加热或常温下固化,通过一系列处理最后制成一定形状的制品的一种生产工艺。FW工艺流程如图卜1所示。I法工艺图卜1纤维缠绕成型工艺流程圈缠绕成型的主要设备是缠绕机,辅助设备有浸胶装置、张力装置、加热固化装置、脱模装置、修整装置及纱架装置等。武汉理工大学硕十学位论文纤维缠绕成型工艺技术可追溯到20世纪40年代二战时期的美国Manhattan原子能工程,该工程部需要重量轻的FRPFiberReinforcedPlastic加强带。RichardE.Young首先考虑以高强度的玻璃钢FRP来代替金属,并最先形成了把纤维缠绕在芯模上的缠绕原始概念。同时设计制造了第一台著名的由旧马达和齿轮组成的简易纤维缠绕机,随后缠绕了第一个复合材料火箭动机壳体,以及用于防化学腐蚀的首条玻璃钢管道并投入使用。上世纪50年代,纤维缠绕技术已能生产各种尺寸的火箭发动机壳体,广泛用于火箭、战略导弹等尖端军用产品上。上世纪6070年代,缠绕制品应用领域已从军事部门扩展到化工、污水处理、石油及风能系统等重要的民用部门,已可缠绕巨大体积的复合材料产品,如直径为26英尺,长为126英尺的风车叶片直径10m,容积达1000m3的巨型储罐。该时期的纤维缠绕技术进入了腾飞阶段。上世纪80年代,由于世界性的军备竞赛,虽然纤维缠绕制品仍集中应用于航空、航天和国防项目之中,但应用领域已扩展到民用工业,丰富了民用产品的种类,如用于供水系统的高压管道,用于消防的压力容器及潜水装置等。到目前为止,绝大部分纤维缠绕机是简单的二轴联动缠绕机和三轴联动缠绕机,而且80年代以前的缠绕机都是机械控制的,首台计算机控制的纤维缠绕机诞生于这个时期。计算机控制缠绕机的研制成功使得生产纤维铺设十分精确的复合材料产品成为可能,从而可以生产出高性能、低成本、重量轻的优质缠绕部件。另外扩大了可缠绕部件的种类,从简单的直管到一些形状复杂的部件。在计算机控制系统引入到纤维缠绕技术之前,人们大多靠经验进行模式设计,这是一项劳动力密集、周期长的工作。为改善这种局面,人们开始探索用计算机设计缠绕模式【卅,即纤维缠绕CAD技术开始发展。用计算机辅助设计缠绕模式,使得缠绕模式的生成简单容易,从而减少了产品的开发和生产周期1521。当然,此时的软件工具十分简单,而且只能设计简单部件如直管等的缠绕模式。与此同时,生产效率问题已引起缠绕机设计者的重视,开发了多轴缠绕机,可以在一台缠绕机上同时缠绕多个部件。进入90年代后,发展速度明照加快,缠绕技术进入了新的高速发展阶段。提高劳动生产率已置于首要地位,进一步扩大商用领域,诸如基础设施、救生设备、汽车以及冷却塔等。缠绕机亦上了一个台阶,研制出了计算机控制的六轴缠绕机,从而结束了用手糊、半手糊生产常用管道配件一弯管和三通T形管武汉理工大学硕士学位论文的历史。同时,更多运动轴缠绕机的引入使得缠绕形状更为复杂的新产品成为可能,目前国际上已有七轴甚至多达十一轴的计算机控制纤维缠绕机【471149】【5叭。1.1.2纤维缠绕成型工艺的特点纤维缠绕成型工艺的特点是制品呈各向异性,强度的方向性比较明显,层间剪切强度低制品的几何形状有局限性,仅适用于制造圆柱体、球体、锥体、椭圆体、某些正曲率回转体制品以及部分上述形体的条件组合,对负曲率回转体制品及绝大多数非回转体难以缠绕设备及辅助设备较多,投资较大。与其它成型工艺相比,缠绕成型制得的玻璃钢制品具有的优点是比强度高,可超过钛合金质轻耐腐蚀制品质量高而稳定,易实现机械化和自动化生产,生产效率高成本较低,所用的增强材料通常采用廉价无捻粗纱和无纬带等材料。1.1.3纤维缠绕成型工艺的分类用连续玻璃纤维缠绕制得的玻璃钢产品,称为缠绕玻璃钢。根据缠绕时树脂基体所处的化学物理状态的不同,纤维缠绕成型工艺在生产上分为干法、湿法及半干法三种。1.干法在缠绕前预先将玻璃纤维制成预浸渍带,然后卷在卷盘上待用。使用时使浸渍带加热软化后绕制在芯模上。这种方法可提高缠绕速度,可高达100~200m/min,缠绕张力平稳,设备清洁,劳动条件得到改善,易实现自动化缠绕,可严格控制纱带的含胶量和尺寸,制品质量较稳定,但缠绕设备复杂、投资较大。2.湿法缠绕成型时将玻璃纤维经集束后进入树脂胶槽浸胶,在张力控制下直接缠绕在芯模上,绕后固化成型。这种方法的设备较简单,对原材料要求不高,但缠绕张力不易控制,在缠绕过程中对缠绕设备如浸胶辊、张力机构、导纱辊等要经常清理,否则,一旦在辊上发生纤维缠绕结,就将影响生产正常进行。3.半干法这种方法与湿法相比,增加了烘干工序,与干法相比,缩短了烘干时间,降低了胶纱的烘干程度,使缠绕过程可以在室温下进行,这样既除武汉理1火学硕士学位论文去了溶剂,又提高了缠绕速度和制成品率。1.1.4纤维缠绕成型制品的应用由于纤维缠绕玻璃钢制品有着许多优点,因此在民用产品及军工产品得到了比较广泛的应用。1.玻璃钢压力容器压力容器有受内压容器如各种气瓶和受外压容器如鱼雷等两种。目前压力容器应用广泛,如宇航、火箭、飞机、舰艇等运载工具,以及医疗等方面都有应用。2.玻璃钢化工管道用于油田、炼油厂和一般化工厂,用来输送石油、水、天然气和其他化工流体等,它可部分代替不锈钢,具有轻质、高强、防腐、耐久和维修方便等特点。3.玻璃钢大型贮罐和铁路罐车各种用以运输或存储酸、碱、盐及油类介质的储罐或槽车,具有耐腐蚀性好、重量轻、成型方便等优点。4.军用产品如火箭发动机外壳、火箭发射管、雷达罩、鱼雷、鱼雷发射管等。纤维缠绕制品在航空航天方面的应用,最重要的一个方面是制造火箭发动机壳体,通过精确缠绕达到生产高性能产品的目的。最常用的材料是玻璃纤维、环氧树脂,最新的发展是把纤维缠绕同先进复合材料技术联系起来,如硼、碳纤维和芳纶纤维等高模量、高强度增强材料和新型耐热聚合物的复合,通过高精度的微机控制缠绕设备制造的制品将大大扩大纤维复合材料的各方面性能。总之,纤维缠绕复合材料今后的发展方向是提高质量、减轻重量、渐变工艺、降低成本、扩大应用范围等。1.1.5纤维缠绕规律简介¨2川州1.1.5.1缠绕规律的内容任何型式的缠绕都是由导丝头和芯模的相对运动实现的。所谓缠绕规律就是描述纱带均匀排布在芯模表面以及芯模和导丝头之间的运动关系的规律。.4一武汉理工大学硕士学位论文如果不按特定纤维缠绕规律包括缠绕线型规律和缠绕运动规律无规则的乱缠,则势必会出现纤维在芯模表面离缝、重叠,或者纤维滑线不稳定的现象。显然这是不能满足产品设计要求和使用要求的。因此,缠绕线型必须满足如下两点要求1纤维既不重叠又不离缝,均匀连续的布满芯模表面2纤维在芯模表面上位置稳定,不打滑。1.1。5.2缠绕线型的分类缠绕线型可分为环向缠绕、纵向缠绕和螺旋缠绕三类。1.环向缠绕环向缠绕是浸过树脂胶液的纤维纱或带与芯模轴线以接近90。角的方向连续缠绕到芯模上的方法。缠绕时,芯模绕自轴匀速转动,导丝头在平行于芯模轴线方向的筒身区间运动。芯模每转一周,导丝头移动一个纱片的宽度,如此循环下去,直至纱片均匀布满芯模筒身段表面为止。图1_2环向缠绕环向缠绕的特点是缠绕只能在筒身段进行,不能缠封头。邻近纱片之间相接而不相交。纤维的缠绕角通常在85~90。之间,布带缠绕的缠绕角通常在75~90。之间。2.螺旋缠绕在螺旋缠绕中,芯模绕自轴匀速转动,导丝头按特定速度沿芯模轴线方向往复运动,于是在芯模上便实现了螺旋缠绕,其缠绕角通常约为O~90。。
编号:201312150008348555    大小:3.00MB    格式:PDF    上传时间:2013-12-15
  【编辑】
3
关 键 词:
工业、机械、能源、设计、建模、模具、工学
温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供交流平台,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
  人人文库网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

当前资源信息

4.0
 
(2人评价)
浏览:26次
baixue100上传于2013-12-15

官方联系方式

客服手机:13961746681   
2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载   
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器   
4:下载后的文档和图纸-无水印   
5:文档经过压缩,下载后原文更清晰   

相关资源

相关资源

相关搜索

工业、机械、能源、设计、建模、模具、工学  
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2015-2017 人人文库网网站版权所有
苏ICP备12009002号-5