[发明专利]一种大直径半球纤维复合材料缠绕方法

权利要求书

1.一种大直径半球纤维复合材料缠绕方法，它通过如下步骤实现的：

步骤一、建立缠绕坐标系：

以芯模(1)的平面封头(1-1)的几何中心为原点，以芯模(1)的轴向为Y轴，以芯模(1)的径向为Z轴，以芯模(1)的圆周方向为X轴建立XOYZ坐标系；

步骤二、确定缠绕轨迹；

步骤三、确定绕丝嘴运动轨迹；

步骤四、计算绕丝嘴运动坐标，在半球纤维缠绕轨迹上设定若干控制点，分别计算半球部分的绕丝嘴运动坐标；

步骤五、缝合绕丝嘴运动轨迹的缝合点；

步骤六、对缠绕轨迹芯模缠绕比进行处理；

其特征在于：步骤四中计算绕丝嘴运动坐标的具体步骤如下：

步骤四(一)、输入原始数据，原始数据包括半球半径R，简筒长度L，绕丝嘴距球面距离S_t，筒段缠绕角α，沙宽方向前进量B；

步骤四(二)、计算落纱点距绕丝嘴距离：

步骤四(三)、计算球面X坐标：

球面部分有n个控制点i＝0·····n，M_i＝arctg{(sinα)·tg[β_i+arctg(F/R)]}

若M_i>X_i-1则X_i＝M_i，若M_i≤X_i-1则X_i＝180+M_i，其中M_i表示中间变量，X_i-1表示主轴转角，β_i表示控制点角度坐标；

步骤四(四)、计算球面Y坐标：

Y_i＝(R+S_t)·sin[β_i+arctg(F/R)]·cosα(2)；

步骤四(五)、计算球面Z坐标：

步骤四(六)、圆柱面有两个控制点，输入绕丝嘴距圆柱面距离S_t′：

第一点 X₁′＝X_n，Z₁′＝R+S_t′，

第二点 X₂′＝X₁′+L·tgα/R，Y₂′＝Y₁′-L，Z₂′＝Z₁′，

步骤四(七)、平面封头有5个控制点，输入绕丝嘴距圆柱面距离S_t″

第一点 X₁″＝0，Y₁″＝0，Z₁″＝0，

第二点 X₂″＝arctg(S_t″·tgα/R)，Y₂″＝S_t″，

第三点 X₃″＝(180-2α)/2，Y₃″＝50，Z₃″＝Z₂″·cos(X₃″-X₂″)，

第四点 X₄″＝180-2α-X₂″，Y₄″＝50，Z₄″＝Z₂″，

第五点 X₅″＝180-2α，Y₅″＝0，Z₅″＝R；

步骤六中对缠绕轨迹芯模缠绕比进行处理的具体步骤如下：

步骤六(一)、计算缠绕速比：

公式(4)中i₀表示缠绕速比，X_i表示球面处主轴转角，X′_i表示柱面处主轴转角，X″_i表示平面处主轴转角；

步骤六(二)、圆整为：

公式(5)中i₀表示缠绕速比，M表示正整数，k/n表示最简真分数，n表示切点数，B表示纱片设计宽度，D表示圆筒直径；

步骤六(三)、在圆整后，芯模的缠绕角总和会发生变化，产生变量△X；

步骤六(四)、将绕丝嘴缠绕角修正至满足i的要求后，即可编程缠绕。