一种基于轨迹线的铺贴料片裁切及展开方法技术

技术编号:41523808 阅读:14 留言:0更新日期:2024-06-03 22:57
本发明专利技术公开了一种基于轨迹线的铺贴料片裁切及展开方法,包括展开前处理、展开处理、展开误差分析、获取最优解、展开图形输出五个步骤,适用于不可展曲面制件的单向预浸料铺贴料片的裁剪及展开。设置目标为在预浸料变形极限内得到最少的铺贴料片数,通过设置预浸料的极限变形量及展开误差分析把控展开结果的精度,若精度较低,可调整料片初始展开数重新展开,使用遗传算法获得最优解,在保证铺贴质量的前提下最大化提升铺贴效率。本发明专利技术以铺放轨迹线作为“料片中线”,能最大化保证纤维的连续性及铺贴的纤维角度要求,且预浸料在垂直纤维方向上不受力,使得展开过程中的变形都产生在纤维方向,避免了铺贴时在垂直纤维方向产生缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料铺贴成型领域,具体涉及一种基于轨迹线的铺贴料片裁切及展开方法


技术介绍

1、先进树脂基复合材料具有轻质、高强度、高模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计性和工艺性好等优异性能,是理想的航空结构材料,被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶、风电等相关领域。目前复合材料自动铺带和自动丝束铺放在航空航天领域的应用已经较为成熟,但由于制件结构及成本等原因,仍有许多部件需要手工铺贴。对于铺贴工艺而言,其铺贴料片的裁剪和展开方案一直都是影响制件成型质量的关键。

2、目前的曲面展开方法大多是针对各向同性材料的,在展开时都要求材料在各个方向都具有相同的变形能力,这一类方法并不适用于复合材料。针对复合材料单向预浸料的展开研究并不多,碳纤维单向预浸料是典型的各向异性的材料,它在沿纤维方向和垂直纤维方向的力学性能差异很大,垂直纤维方向在铺贴时不能承受拉伸力,很小的拉伸便会产生劈丝或者间隙缺陷,影响制件质量,且在纤维方向上的拉伸变形也是极为有限的。

3、传统的曲面裁剪和展开方法是放样法,放样法以画法几何为基础,由放样和展开两步完成。第一步是按照本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于轨迹线的铺贴料片裁切及展开方法,其特征在于:包括如下具体步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于轨迹线的铺贴料片裁切及展开方法,其特征在于:所述S1:展开前处理,以铺放轨迹线作为待展开曲面片的中心线即“料片中线”,使用固定角度法生成铺放轨迹线,固定角度法根据铺放方向性要求按照固定角度进行铺放,所规划的轨迹能完全符合设计的纤维角度;固定角度法是轨迹线始终与选定的参考方向保持固定的角度关系,精准控制实际铺放的角度。

3.根据权利要求1所述的一种基于轨迹线的铺贴料片裁切及展开方法,其特征在于:S1:展开前处理,先初步确定一个的初始展开料片数n,后使用轨迹线将...

【技术特征摘要】

1.一种基于轨迹线的铺贴料片裁切及展开方法,其特征在于:包括如下具体步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于轨迹线的铺贴料片裁切及展开方法,其特征在于:所述s1:展开前处理,以铺放轨迹线作为待展开曲面片的中心线即“料片中线”,使用固定角度法生成铺放轨迹线,固定角度法根据铺放方向性要求按照固定角度进行铺放,所规划的轨迹能完全符合设计的纤维角度;固定角度法是轨迹线始终与选定的参考方向保持固定的角度关系,精准控制实际铺放的角度。

3.根据权利要求1所述的一种基于轨迹线的铺贴料片裁切及展开方法,其特征在于:s1:展开前处理,先初步确定一个的初始展开料片数n,后使用轨迹线将制件曲面分为n份,然后在相邻轨迹线之间生成中线作为料片裁切边线,以料片裁切边线分割制件曲面为待展开的曲面片。

4.根据权利要求1所述的一种基于轨迹线的铺贴料片裁切及展开方法,其特征在于:s2:展开处理,基于铺放轨迹使用直纹面逼近原曲面进行展开,由“料片中线”一端开始,每间隔“展开点间距”d做点,过点作“料片中线”的法平面与待展开曲面片相交得到一相交线,相邻的相交线会将曲面划分为一个“小矩形”,形成一条矩形带;展开该矩形带,把“料片中线”即轨迹线不变形地展开为一条直线,相交线与“料片中线”垂直,在展开后的“料片中线”上按相交线的曲面原长依次展开每一条相交线,最后将相交线的左右两边的端点用nurbs曲线分别连接,获得展开平面。

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【专利技术属性】
技术研发人员:王显峰阳铭广刘琛林国军李欣丽
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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