[发明专利]一种大角度蒙皮翻边复材壳体轨迹设计及后处理方法

权利要求书

1.一种大角度蒙皮翻边复材壳体轨迹设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据蒙皮区域轨迹规划，获得预浸丝束的中心铺放轨迹；

步骤2、进行翻边区域轨迹规划：首先设置蒙皮区域丝束满覆盖的丝束重叠率，并求取各预浸料丝束与翻边区域边界的相交点；分别以蒙皮丝束与铺放边界相交点_j做为翻边区域轨迹起始点，将翻边面轨迹规划转化为过点的曲面的切平面与翻边面两个面片上的自然路径求解问题，求得与翻边区域下边界交点，获得翻边区域轨迹线；

步骤3、翻边区域丝束覆盖性分析和丝束裁剪：设置重叠参数和丝束裁剪策略，设置翻边区域裁剪后最小丝束长度；得到翻边区域第i条中心轨迹的第j个丝束裁剪点，形成的翻边区域第i条中心轨迹的第j个丝束的轨迹线。

2.根据权利要求1所述的大角度蒙皮翻边复材壳体轨迹设计方法，其特征在于，求取各预浸料丝束与翻边区域边界的相交点，具体过程为：

满覆盖计算后标记中心轨迹对应的丝束数目和丝束序号，以字母组合N_ij标记预浸料丝束，铺放丝束最终覆盖整个锥壳曲面，丝束分别为N₁₁、N₁₂、…N_1j、N₂₁…N_ij…N_mn，N_ij为第i条中心轨迹的第j个丝束；则蒙皮各丝束N_ij与蒙皮两端边界相交点。

3.根据权利要求2所述的大角度蒙皮翻边复材壳体轨迹设计方法，其特征在于，翻边面轨迹规划具体过程为：分别以蒙皮丝束与两个蒙皮两端边界相交点做为翻边区域轨迹起始点，过点边界相交点做曲面蒙皮切平面为S₁，翻边面为S₂，且两个平面相交于一直线l，L为过边界相交点的直线l的切向量；过边界相交点的丝束轨迹N_ij的切向量V₁，N₁和N₂分别为两个平面S₁和S₂上的法向量；则有：

L＝N₁×N₂ (1)

V₁·L＝V₂·L (2)

V₂·N₂＝0 (3)

求得向量V₂，即为翻边面上边界相交点的自然路径方向由该方向可求得与该端翻边区域下边界交点；同理可以起的另一端的翻边区域下边界交点。

4.根据权利要求1所述的大角度蒙皮翻边复材壳体轨迹设计方法，其特征在于，还包括蒙皮翻边铺放路径后处理，首先，获取翻边区域每根丝束长度，根据自动铺丝机原理，延长蒙皮区域铺放路径。

5.根据权利要求4所述的大角度蒙皮翻边复材壳体轨迹设计方法，其特征在于，获取翻边区域每根丝束长度，具体过程为：计算两端翻边区域丝束裁剪后路径的长度，作为蒙皮两端边界点各丝束延长预留小端翻边区域的丝束长度。

6.根据权利要求5所述的大角度蒙皮翻边复材壳体轨迹设计方法，其特征在于，延长蒙皮区域铺放路径具体过程为：首先在铺放起始位置01上端对预浸丝束进行预送纱的操作，预送丝长度分fs+K_ij，开始蒙皮铺放，需要在距离03中止位置之前02位置进行丝束的裁剪，裁剪长度为fs，02为切刀裁断丝束的位置，03中止位置为Γ_ij’位置延长曲线距离L_ij的点，Γ_ij’点为结束端的铺放边界相交点投影到对应中心轨迹的位置；

其中，K_ij为第i条中心轨迹的第j个丝束预留起始端端翻边区域的丝束长度，fs为铺丝设备最短铺放长度。

7.根据权利要求5所述的大角度蒙皮翻边复材壳体轨迹设计方法，其特征在于，复材壳体为锥形壳体，大端为铺放起始端，小端沿蒙皮中心轨迹切线方向延长轨迹线为翻边区域预留丝束路径。