[发明专利]一种大直径半球纤维复合材料缠绕方法

摘要

一种大直径半球纤维复合材料缠绕方法，它涉及一种缠绕方法，具体涉及一种大直径半球纤维复合材料缠绕方法。本发明为了解决现有成型技术投资大、成本高，且成型效率较低的问题。本发明的具体步骤为步骤一、建立缠绕坐标系以芯模的平面封头的几何中心为原点，以芯模的轴向为Y轴，以芯模的径向为Z轴，以芯模的圆周方向为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、对缠绕轨迹芯摸缠绕比进行处理。本发明用于材料科学领域。

主权项

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St，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，Mi＝arctg{(sinα)·tg[βi+arctg(F/R)]}若Mi>Xi‑1则Xi＝Mi，若Mi≤Xi‑1则Xi＝180+Mi，其中Mi表示中间变量，Xi‑1表示主轴转角，βi表示控制点角度坐标；步骤四(四)、计算球面Y坐标：Yi＝(R+St)·sin[βi+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St′：第一点 X1′＝Xn，Z1′＝R+St′，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St″第一点 X1″＝0，Y1″＝0，Z1″＝0，第二点 X2″＝arctg(St″·tgα/R)，Y2″＝St″，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，Xi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。