一种纤维缠绕成型滑移系数测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种纤维缠绕成型滑移系数测量装置及测量方法，属于复合材料成型工艺技术领域，测量装置包括凸型芯模，凸型芯模为根据非测地线纤维缠绕轨迹数学模型所设计的旋转壳，旋转壳的子午线轮廓任意，但沿子午线轮廓的滑移系数的增加与丝嘴的平移成线性关系，且丝嘴的平移角为定值，以设计一个特殊形状的凸型芯模，将该凸型芯模装夹在缠绕机的主轴上，丝嘴和主轴相配合使纤维丝束环向缠绕于凸型芯模上，在出现纤维滑纱时，根据滑纱点至凸型芯模边线的距离即可准确计算滑移系数，从而实现滑移系数的准确测量。现滑移系数的准确测量。现滑移系数的准确测量。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维缠绕成型滑移系数测量装置及测量方法


[0001]本专利技术涉及复合材料成型工艺
，特别是涉及一种纤维缠绕成型滑移系数测量装置及测量方法。

技术介绍

[0002]缠绕成型纤维增强复合材料在车载储氢气瓶和航空航天发动机壳体等回转体类关键结构件上均有广泛应用，建立在摩擦机理基础上的非测地线缠绕模式为提高成型线型设计自由度和充分发挥纤维的复合材料增强相的力学性能提供了很好的理论基础。然而，缠绕过程中纤维丝束在非测地线缠绕模式下存在滑纱的可能，对其滑移系数的准确测量成为了防止滑纱的关键。现有的工艺中滑移系数往往采用经验估值，不能充分考虑温度、界面性能、纱宽等因素对滑移系数的影响，导致滑移系数不准确，而滑移系数不准确会造成一系列的问题，如线型紊乱、滑纱、不能满足均匀布满等。因此，考虑树脂温度等工艺因素，并满足纱线不滑移、不架空的条件下，实现纤维缠绕成型工艺滑移系数的准确测量，成为了保证复合材料纤维缠绕成型工艺质量亟需解决的技术难题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种纤维缠绕成型滑移系数测量装置及测量方法，能够准确测量滑移系数。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种纤维缠绕成型滑移系数测量装置，所述测量装置包括滑移系数测量机构；
[0006]所述滑移系数测量机构包括凸型芯模，所述凸型芯模为根据非测地线纤维缠绕轨迹数学模型所设计的旋转壳，所述旋转壳的子午线轮廓任意，且沿所述子午线轮廓的滑移系数的增加与丝嘴的平移成线性关系，所述丝嘴的平移角为定值；所述丝嘴的移动方向与所述凸型芯模的轴线方向平行；
[0007]所述凸型芯模装夹在缠绕机的主轴上；所述丝嘴和所述主轴相配合，用于使纤维丝束环向缠绕于所述凸型芯模上；在出现纤维滑纱时，根据滑纱点至所述凸型芯模边线的距离计算滑移系数。
[0008]一种纤维缠绕成型滑移系数测量方法，所述测量方法包括：
[0009]观测纤维丝束在凸型芯模上的环向缠绕过程，确定出现纤维滑纱时的滑纱点；
[0010]确定所述滑纱点至所述凸型芯模边线的距离，并根据所述距离计算滑移系数。
[0011]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0012]本专利技术用于提供一种纤维缠绕成型滑移系数测量装置及测量方法，包括凸型芯模，凸型芯模为根据非测地线纤维缠绕轨迹数学模型所设计的旋转壳，旋转壳的子午线轮廓任意，但沿子午线轮廓的滑移系数的增加与丝嘴的平移成线性关系，且丝嘴的平移角为定值，以设计一个特殊形状的凸型芯模，将该凸型芯模装夹在缠绕机的主轴上，丝嘴和主轴相配合使纤维丝束环向缠绕于凸型芯模上，在出现纤维滑纱时，根据滑纱点至凸型芯模边
线的距离即可准确计算滑移系数，从而实现滑移系数的准确测量。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本专利技术实施例1所提供的测量装置的整体结构示意图；
[0015]图2为本专利技术实施例1所提供的测量装置装夹在缠绕机上的结构示意图；
[0016]图3为本专利技术实施例1所提供的滑移系数测量机构的工作示意图；
[0017]图4为本专利技术实施例1所提供的滑移系数测量机构的结构示意图；
[0018]图5为本专利技术实施例1所提供的胶槽机构的结构示意图；
[0019]图6为本专利技术实施例1所提供的展纱机构的结构示意图。
[0020]符号说明：
[0021]1：胶槽机构；1
‑
1：隔纱排；1
‑
2：隔纱梳；1
‑
3：第一小滚轮；1
‑
4：大滚轮；1
‑
5：胶槽；1
‑
6：第二小滚轮；2：展纱机构；2
‑
1：丝嘴固定结构；2
‑
2：滚纱轮；2
‑
3：挡环；2
‑
4：展纱轮；3：滑移系数测量机构；3
‑
1：凸型芯模；3
‑
2：加热线圈；3
‑
3：手持式温度计。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]本专利技术的目的是提供一种纤维缠绕成型滑移系数测量装置及测量方法，考虑工艺过程中影响滑移系数的关键因素，实现滑移系数的精确测量，为非测地线缠绕成型工艺提供技术支持。
[0024]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0025]实施例1：
[0026]本实施例用于提供一种纤维缠绕成型滑移系数测量装置，如图1和图2所示，所述测量装置包括滑移系数测量机构3。该滑移系数测量机构3包括凸型芯模3
‑
1，如图3和图4所示，凸型芯模3
‑
1为根据非测地线纤维缠绕轨迹数学模型所设计的旋转壳，旋转壳的子午线轮廓任意，且沿子午线轮廓的滑移系数的增加与丝嘴的平移成线性关系，丝嘴的平移角为定值，丝嘴的移动方向与凸型芯模3
‑
1的轴线方向平行。
[0027]为了使滑移系数的测量尽可能真实，所得的测量值稳定性应该由缠绕机的滑移系数与丝嘴的平移量之间的线性关系表示。虽然任何的凸型子午线轮廓都可以为滑移系数测量产生合适的芯模形状，但是本实施例提出一个附加要求，即沿子午线轮廓的滑移系数的增加需要与丝嘴Z的平移成线性关系，且丝嘴Z的平移角为一定值，即缠绕机的滑移系数与丝嘴的平移量可以线性表示，这样可以方便测量滑移系数。
[0028]将上述凸型芯模3
‑
1装夹在缠绕机的主轴上，丝嘴和主轴相配合，用于使纤维丝束环向缠绕于凸型芯模3
‑
1上，在出现纤维滑纱时，根据滑纱点至凸型芯模3
‑
1边线的距离计算滑移系数。
[0029]本实施例利用非测地线纤维缠绕轨迹数学模型设计凸型芯模3
‑
1的形状为旋转壳，旋转壳的子午线轮廓任意，且沿子午线轮廓的滑移系数的增加与丝嘴的平移成线性关系，丝嘴的平移角为定值，以设计出一种特殊形状的凸型芯模3
‑
1，凸型芯模3
‑
1方便装夹在缠绕机上。根据旋转壳的非测地线纤维缠绕轨迹数学模型，在以z轴为旋转轴时，凸型芯模3
‑
1所用的旋转曲面可以定义为下式(1)：
[0030][0031]式(1)中，ρ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维缠绕成型滑移系数测量装置，其特征在于，所述测量装置包括滑移系数测量机构；所述滑移系数测量机构包括凸型芯模，所述凸型芯模为根据非测地线纤维缠绕轨迹数学模型所设计的旋转壳，所述旋转壳的子午线轮廓任意，且沿所述子午线轮廓的滑移系数的增加与丝嘴的平移成线性关系，所述丝嘴的平移角为定值；所述丝嘴的移动方向与所述凸型芯模的轴线方向平行；所述凸型芯模装夹在缠绕机的主轴上；所述丝嘴和所述主轴相配合，用于使纤维丝束环向缠绕于所述凸型芯模上；在出现纤维滑纱时，根据滑纱点至所述凸型芯模边线的距离计算滑移系数。2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述滑移系数测量机构还包括旋转轴；所述旋转轴穿过所述凸型芯模，并伸出所述凸型芯模两侧；所述旋转轴与所述凸型芯模同轴；所述凸型芯模通过所述旋转轴装夹在所述缠绕机的主轴上。3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括安装于所述缠绕机上的展纱机构；所述展纱机构包括依次设置的滚纱轮和展纱轮；所述滚纱轮和所述展纱轮相配合，用于将若干股纤维丝束进行汇集，得到预设纱宽的纤维丝束，并将所述预设纱宽的纤维丝束环向缠绕于所述凸型芯模上。4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括安装于所述缠绕机上的胶槽机构；所述胶槽机构包括依次设置的隔纱梳、第一小滚轮、大滚轮、第二小滚轮和胶槽；所述隔纱梳用于将纤维纱团隔开，得到纤维丝束；所述胶槽内放置有树脂；所述第一小滚轮、所述大滚轮和所述第二小滚轮相配合，用于在所述纤维丝束上涂覆所述树脂，并将涂覆有所述树脂的纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：祖磊，郭二翔，张骞，张桂明，陈世军，程祖锦，杜庆钊，李德宝，耿洪波，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：