[发明专利]一种基于贴膜面和压辊性能的丝束铺放参数调整方法

说明书

本发明涉及一种基于贴膜面和压辊性能的丝束铺放参数调整方法，包括：依据贴膜面的几何数据，确定压辊底平面；依据贴膜面的几何数据、压辊底平面及丝束分布位置，计算各丝束到贴膜面的矢量距离；依据矢量距离及压辊性能，调整丝束的铺放参数。该基于贴膜面和压辊性能的丝束铺放参数调整方法的目的是解决由于贴膜面曲率变化以及铺放末端压辊实际性能导致纤维丝束在贴膜面压紧程度较差的问题。

技术领域

本发明涉及复合材料自动铺放技术领域，具体涉及一种基于贴膜面和压辊性能的丝束铺放参数调整方法。

背景技术

随着时代的进步，先进树脂基复合材料在航空航天领域的应用变得更加广泛，传统的手工铺放方式已不能满足大尺寸复杂复合材料构件的制造要求，采用自动铺放设备进行复合材料构件的制备得到了广泛应用。

在进行复合材料构件自动铺放时，丝束铺放线型的规划是一项直接影响铺放质量的关键技术，目前主要采用通过引导线等距方法进行相关线型规划，而铺放参数由工艺人员根据设计模型给定，未能考虑实际铺放过程中压辊机构几何物理特性对线型规划工艺参数以及构件成型质量的影响。

现有线型规划方法设置了固定的纤维丝束宽度、丝束铺放条数，但未考虑贴膜面曲率变化以及实际采用的铺放末端性能对丝束成型质量的影响，在贴膜面曲率较大的位置，由于压辊形变性能的影响，按照固定丝束铺放条数规划的铺放线型可能导致丝束无法在贴膜面上压实，形成气泡、空腔。

因此，发明人提供了一种基于贴膜面和压辊性能的丝束铺放参数调整方法。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种基于贴膜面和压辊性能的丝束铺放参数调整方法，解决了由于贴膜面曲率变化以及铺放末端压辊实际性能导致纤维丝束在贴膜面压紧程度较差的技术问题。

(2)技术方案

本发明提供了一种基于贴膜面和压辊性能的丝束铺放参数调整方法，包括以下步骤：

依据贴膜面的几何数据，确定压辊底平面；

依据所述贴膜面的几何数据、所述压辊底平面及丝束分布位置，计算各丝束到所述贴膜面的矢量距离；

依据所述矢量距离及压辊性能，调整丝束的铺放参数。

进一步地，所述依据贴膜面的几何数据，确定压辊底平面，具体包括如下步骤：

根据所述贴膜面的几何数据、压辊底面中心点，提取所述贴膜面在压辊底面中心点处法向量；

依据所述贴膜面在压辊底面中心点处法向量及压辊行进方向，确定所述压辊底平面。

进一步地，所述依据所述贴膜面的几何数据、所述压辊底平面及丝束分布位置，计算各丝束到所述贴膜面的矢量距离，具体为：

根据所述压辊底平面、所述贴膜面的几何数据及所述丝束分布位置，沿所述贴膜面在压辊底面中心点处法向量计算各丝束的中心点到所述贴膜面的矢量距离。

进一步地，所述依据所述贴膜面的几何数据、所述压辊底平面及丝束分布位置，计算各丝束到所述贴膜面的矢量距离，具体包括如下步骤：

从每个丝束的中心点沿所述贴膜面在压辊底面中心点处法向量向所述贴膜面构造射线；

确定所述射线与所述贴膜面的交点到对应的丝束的中心点的距离为所述矢量距离。

进一步地，根据所述压辊底平面与所述贴膜面的相对位置关系，确定沿所述贴膜面在压辊底面中心点处法向量朝向为向上。

进一步地，所述依据所述矢量距离及压辊性能，调整丝束的铺放参数，具体包括如下步骤：