[发明专利]一种弧形纤维复合材料铺层及其铺设方法

说明书

本发明提供一种弧形纤维复合材料铺层及其铺设方法，所述铺设方法包括如下步骤：S1：根据弧形待铺层区域上短弧的长度，以及铺带单元的宽度，确定所述待铺层区域上所述铺带单元的数量；S2：根据所述弧形待铺层区域上所述短弧的长度、长弧的长度、所述铺带单元的数量以及所述铺带单元的预设铺层角度，确定每一所述铺带单元中铺设引导线的运行轨迹；所述铺设引导线的曲率随所述弧形待铺层区域的形状变化；S3：根据所述铺设引导线的运行轨迹进行铺层自动铺设。本发明提供的弧形纤维复合材料铺层的铺设方法，通过优化铺带单元在铺层中的铺设路径，增加铺带单元的铺层面积，减小相邻铺带单元之间的间隙。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体而言，涉及一种弧形纤维复合材料铺层及其铺设方法。

背景技术

随着科学技术的发展，目前的复合材料铺层铺设工艺越来越多的依靠机器人来进行操作，例如现在的自动铺丝、自动铺带技术已发展较为成熟。

但是现有的自动铺丝、自动铺带技术仅适用于边缘呈直线状，且形状规则的产品；在对弧形产品，如边缘呈弧形的产品进行铺层时，易于在相邻铺带单元间留有较大的间隙，使得铺层局部厚度减小，导致铺层厚度不均匀，进而造成产品翘曲变形。

发明内容

本发明解决的问题是目前对边缘呈弧形的产品进行纤维铺层时，相邻铺带单元间的间隙较大。

为解决上述问题，本发明提供一种弧形纤维复合材料铺层的铺设方法，包括如下步骤：

S1：根据弧形待铺层区域上短弧的长度，以及铺带单元的宽度，确定所述待铺层区域上所述铺带单元的数量；

S2：根据所述弧形待铺层区域上所述短弧的长度、长弧的长度、所述铺带单元的数量以及所述铺带单元的预设铺层角度，确定每一所述铺带单元中铺设引导线的运行轨迹；所述铺设引导线的曲率随所述弧形待铺层区域的形状变化；

S3：根据所述铺设引导线的运行轨迹进行铺层自动铺设。

可选地，每一所述铺设引导线于所述弧形待铺层区域的中线处的铺层角度均为所述铺带单元的所述预设铺层角度。

可选地，所述铺设引导线的曲率，沿所述中线至所述短弧的方向逐渐增大；所述铺设引导线上各点的铺层角度，沿所述中线至所述短弧的方向逐渐增大。

可选地，所述铺设引导线上各点的所述铺层角度沿所述中线至所述短弧方向的增加量不大于5°。

可选地，所述铺设引导线的曲率，沿所述中线至所述长弧的方向逐渐减小；所述铺设引导线上各点的铺层角度，沿所述中线至所述长弧的方向逐渐减小。

可选地，所述铺设引导线上各点的所述铺层角度沿所述中线至所述长弧方向的减小量不大于5°。

可选地，所述弧形待铺层区域包括多段弧度时，所述弧形纤维复合材料铺层的铺设方法包括分段铺设。

可选地，确定每一所述铺带单元中铺设引导线的运行轨迹还包括，相邻所述铺设引导线的弯曲方向相反。

本发明的另一目的在于提供一种弧形纤维复合材料铺层，通过如上所述的弧形纤维复合材料铺层的铺设方法进行铺设。

可选地，所述弧形纤维复合材料铺层包括若干相邻设置于弧形待铺层区域上的铺带单元；所述铺带单元中铺设引导线的曲率随所述弧形待铺层区域的形状变化。

与现有技术相比，本发明提供的弧形纤维复合材料铺层的铺设方法具有如下优势：