一、轴向/环向纤维缠绕机（论文文献综述）
金旗[1]（2021）在《SiC纤维增强Ti基复合材料的制备及微观组织结构研究》文中研究说明高超声速飞行器是指飞行速度超过5倍声速的飞行器,其恶劣的服役环境,对结构材料,特别是对蒙皮结构材料提出了越来越苛刻的要求,开发长寿命、抗腐蚀、高强度、耐高温、轻量化的蒙皮结构材料对于研制高超声速飞行器至关重要。SiCf/Ti复合材料的耐温范围和力学性能均与高超声速飞行器的服役环境需求吻合,其高比强度和高比模量、良好的导电和导热性能、热膨胀系数小、耐高温、耐磨损、尺寸稳定性高等特性是高超声速飞行器用蒙皮材料的理想选择。本文针对我国高超声速飞行器发展的需求,以SiCf/Ti复合材料蒙皮结构为应用对象,发挥钛基复合材料耐高温与轻量化的优势,重点开展纤维制备与排布、界面调控攻关,突破箔纤维箔法制备工艺优化、复合材料性能评价等关键技术,探明组织结构演变规律以及复合材料断裂失效机理,并完成蒙皮结构件的研制和考核,推动钛基复合材料蒙皮在高超声速飞行器上的应用。搭建了直流加热立式CVD设备,完成了反应器、法兰、供气系统、加热系统等结构的设计与制造,实现了直流电加热钨丝、多级化学气相沉积法制备连续SiC纤维。掌握了制备SiC纤维的最佳CVD制备工艺:H2（1.2 L/min）+CH3SiCl3（1.8 L/min）+Ar（1.0 L/min）,其中 1.8 L/min 的 CH3SiCl3 在水浴锅40℃加热,沉积温度为1300℃、走丝速度1.2m/min。制备的SiC纤维直径约为100μm、拉伸强度大于2000MPa。通过数值模拟和试验研究了 SiC纤维排布优化与结构设计。研究结果表明,纤维间距为0.15 mm,0.2 mm,0.25 mm对应的钛基复合材料纤维体积分数为32.4%,26.4%,22.3%。获得了最佳的纤维布间距为0.2mm,保证高纤维体积分数的同时,避免了纤维的搭接。纤维六方排布时界面附近的热残余应力,相较于四方纤维排布模型,最大的径向压应力和环向拉应力都有所降低,分别为108MPa和196MPa,因此,六方排布是一种优于四方排布的纤维排布方式。通过SiC纤维增强钛基复合材料制备工艺的优化及微观组织结构的分析,研究结果表明,去除固定SiC纤维的聚甲基丙烯酸甲脂的丙酮溶液（PMMA胶）的最佳工艺是以;3℃/min升温至400℃,在400℃下保温2h。最佳的SiC纤维增强钛基复合材料热压复合工艺是在温度880℃、压力40MPa条件下保温保压2h。制备的SiC纤维增强钛基复合材料纤维排布均匀,基体组织致密,无孔洞、未焊合等微观缺陷。利用SEM+EDS及热力学动力学分析研究SiC纤维增强钛基复合材料制备过程中的界面行为,研究结果表明,在840℃、880℃和920℃三个热压温度下制备的复合材料,界面反应层厚度分别为0.5μm、1μm和1.3μm。其中纤维/Ti界面反应产物为TiC,界面反应速度主要受C元素的扩散控制,界面反应层组成为SiC纤维/TiC/Ti基体。利用室温拉伸、高温拉伸及疲劳测试等手段研究了 SiC纤维增强钛基复合材料的力学性能,研究结果表明,SiCf/TB8复合材料具有优异的室温性能、高温性能和疲劳性能,其室温抗拉强度达到1500MPa,弹性模量达到180GP,在600℃下的抗拉强度达到960MPa,在350MPa的应力水平下,循环次数超过 1×107。通过结构设计、工艺优化及性能考核分析了制备SiC增强钛基复合材料蒙皮结构的工艺路线可行性,研究结果表明,采用超塑成形/扩散连接技术制备出了 SiC增强钛基复合材料多层结构,尺寸达到120mm×120mm,并利用超声无损探伤,实现了 SiCf/TB8复合材料热防护蒙皮结构件内部缺陷的评价与表征,验证了工艺路线的可行性。制备的SiC增强钛基复合材料蒙皮典型件,在700℃热平衡条件下的隔热温差达到100℃,证明了 SiC增强钛基复合材料蒙皮结构具有优异的隔热性能,可以满足高超声速飞行器的服役要求。
李晓晨[2]（2021）在《碳/碳坩埚预制体增强碳纤维缠绕方法及关键技术研究》文中研究表明碳/碳复合材料是在碳纤维的基础上进行石墨化增强处理的一种新兴结构化复合材料,具有抗烧蚀,耐高温等优异性能,作为新型的耐高温结构功能一体化工程材料发展迅速,在航空航天、军事、医疗等领域应用广泛。碳纤维增强缠绕预制体是采用纤维缠绕技术增强预制体力学性能,可以充分发挥碳纤维的优异性能。本文以碳/碳复合材料坩埚针刺成型为背景,在针刺成型的基础上采用碳纤维进行增强缠绕,在国内外纤维缠绕技术研究及现状分析的基础上,研究针对碳/碳坩埚预制体增强缠绕方法及关键技术,实现对碳/碳坩埚预制体的增强缠绕,主要研究内容如下:根据坩埚芯模的外形结构和传统缠绕技术工艺,分为封头段和圆柱段两部分分别确定碳/碳坩埚预制体缠绕线型,针对不同尺寸的坩埚芯模建立以非测地线理论为基础的碳纤维缠绕线型的设计方法,对整体线型设计方法进行总结,并通过MTALAB软件对缠绕线型进行仿真。对碳/碳坩埚预制体增强缠绕装置进行方案设计,通过对比不同设计方案确定该装置主要结构和传动形式,主要结构包括X/Z向平动工作台,缠绕机构和芯模回转机构,对其主要结构进行详细设计,通过理论分析确定零部件结构尺寸,通过Pro/E软件建立碳/碳坩埚预制体增强缠绕装置虚拟样机。基于所设计的碳/碳坩埚预制体增强缠绕装置,为实现缠绕过程可以按照设计的缠绕线型进行,对碳/碳坩埚预制体增强缠绕装置X/Z向平动工作台运动轨迹进行研究,并通过反解落纱点坐标对缠绕轨迹进一步验证,探究翻转运动对缠绕线型的影响,利用MATLAB软件进行仿真分析。根据碳/碳坩埚预制体增强缠绕装置设计方案和该装置各自由度运动轨迹要求,对碳/碳坩埚预制体增强缠绕装置控制系统进行方案设计,并对控制系统的软硬件进行设计选型,对碳/碳坩埚预制体增强缠绕进行验证。
苏金辉[3]（2020）在《变曲率变厚度绝热层橡胶挤压变形研究与仿真》文中研究说明固体火箭发动机壳体内绝热层是介于发动机复合材料壳体与固体推进剂之间的一层隔热、耐烧蚀材料,是固体发动机必不可少的重要组成部分。它的重要作用是在发动机高温高压燃气环境下自身不断分解和烧蚀,并带走大部分热量,保护发动机壳体在高温、高压燃气下的正常工作。目前,国内绝热层成型主要采用人工粘贴方法,其效率低、劳动强度大、质量稳定性差,且绝热层自动化缠绕装备及缠绕工艺尚处于起步阶段,缠绕效率低,成型质量差。变曲率、变厚度绝热层橡胶挤压变形分析是保证高质量绝热层自动缠绕成型控制的理论基础。本文针对绝热层自动缠绕成型的工艺方案和缠绕过程中变曲率变厚度绝热层橡胶挤压变形进行分析并对挤压变形过程进行仿真分析。具体研究内容如下:第一,提出了一种固体火箭发动机绝热层自动缠绕成型的工艺方案和自动化缠绕设备的设计方案,分别对绝热层自动缠绕成型过程中关键工艺参数进行了分析,并提出了相应工艺控制的方法;同时论文也提出了一种缠绕压辊的外形设计方法和胶带宽度计算方法。第二,研究了变曲率变厚度绝热层橡胶挤压变形规律,介绍了赫兹接触理论的三种情况;分析绝热层缠绕成型橡胶挤压变形规律,建立橡胶绝热层表面和缠绕压辊外形几何模型,进行接触区域曲面几何特征分析;研究变曲率、变厚度绝热层表面橡胶挤压变形规律,提出了基于赫兹接触理论的变曲率变厚度绝热层橡胶挤压变形数学模型;分析、计算绝热层橡胶变形区域缠绕正压力面内的最大压力、最小压力及相应位置和变形量信息,通过微积分方法计算缠绕压辊压力。第三,对缠绕过程中变曲率变厚度绝热层表面橡胶挤压变形进行有限元仿真,验证了变曲率变厚度绝热层橡胶挤压变形数学模型正确性;应用有限元仿真方法,对比分析了采用圆柱面压辊和椭圆回转凹面压辊在正压力面上的应力分布,证明了采用椭圆回转凹面压辊可以有效的解决“翘边”问题。本文的研究成果为变曲率、变厚度绝热层橡胶表面自动缠绕成型粘接质量控制及轨迹规划提供理论支撑。
窦丹阳[4]（2020）在《基于ACP的复合材料气瓶含缺陷力学性能与渐进损伤研究》文中进行了进一步梳理和传统金属材料气瓶相比,复合材料气瓶拥高比强度和比刚度、轻量化、高寿命和成本低等优点,主要应用于航天航空、新能源汽车工业、民用器械和工业气体领域。虽然针对复合材料气瓶的力学性能、缺陷和爆破研究很多,但其中仍存在许多不足之处。如许多研究的缺陷建模采用切分区域和参数化方法繁琐,且不能考虑封头处纤维角度连续变化,和内胆和复合材料层共同失效的情形;在有限元预测气瓶极限强度时普遍使用最大应力、应变准则,没能考虑纤维渐进损伤这一过程。针对该情况,本课题采用理论和有限元建模结合的方法,研究纤维缠绕气瓶的结构和力学性能。利用有限元软件ACP建立气瓶结构,明确纤维缠绕层的缠绕角度、厚度与层数等参数。按照DOT-CFFC气瓶标准优化自紧力,确定自紧压力的变化范围探究应力优化结果,确定出该气瓶的最佳自紧力约为28.8MPa。建立三种类型的缺陷网格,基于设计爆破压力44.2MPa分析纤维层各向受力和内衬等效应力影响情况,发现缺陷会使轴向相邻部分区域应力显着提高,环向区域应力水平下降。缺陷面积和位置对应力幅值影响较小,对应力受影响范围较大,缺陷深度对二者则影响很大。内胆和缠绕层在缺陷区都存在应力集中现象,但缺陷对内胆等效应力的影响更小。采用渐进损伤模拟办方法析气瓶失效过程。基体开裂较早出现在筒体复合材料层并向两端延伸;之后出现在封头的两端部位。而纤维的断裂损伤发生较晚,从局部断裂开始,其他区域纤维应力不断再分配,断裂继续向两端扩展外和径向扩展,使气瓶的承载能力大幅下降。随着应力增加,局部断裂初始位置出现内胆破裂,最终结构整体失效。得到预计爆破压力为60MPa,两次实验验证爆破压力分别为56.3MPa和57.0MPa,误差5%。可以认为该方法较好的预测了气瓶的极限强度。
严海涛[5]（2020）在《高储能密度超导磁悬浮飞轮转子系统优化研究》文中认为储能飞轮技术的发展有两个非常明显的趋势:一是实现高储能密度,二是追求轻质化。近些年来,有不少研究者将两个趋势进行融合发展,形成同时具备高储能密度和轻质化两项优点的更先进的储能飞轮系统。本文以此为切入点,具体到高储能密度飞轮系统关键技术之一的飞轮转子系统,进行深入的理论分析和实验工作。本文根据飞轮储能系统储能密度300 Wh/kg等主要技术指标要求,通过理论计算与ANSYS软件分析相结合的方法,得出了飞轮的结构尺寸、轮缘包覆材料及其组合方式,解决了之前仅依靠经验估算的较为粗糙的方式。针对飞轮转子系统的支承布局方式进行了分析讨论,提出了转子系统下端采用超导轴承,上端采用永磁轴承进行辅助支承的结构布局方式,并对涉及该支承布局方式的关键技术指标——超导轴承的悬浮力和径向力,在理论计算的基础上,通过实验验证的方式验证了超导轴承设计的合理性,为超导轴承的全过程设计提供可行性参考。针对飞轮转子结构优化设计,采用了转子系统结构参数对临界转速灵敏度数学模型,确定了转子优化目标函数,运用智能算法——混合蛙跳算法对该目标函数进行优化计算,减小了运算的工作量,同时也提高了运算结果的精确度。在对转子动力学特性进行分析的过程中,充分运用现代的辅助分析软件ANSYS软件对转子的临界转速和不平衡响应进行仿真分析,并用实验的方式来验证仿真分析的正确性,为高储能密度飞轮转子优化后的动态特性分析提供了较好的解决思路。相关研究结果可为高储能密度超导磁悬浮飞轮转子系统优化设计提供较好的解决思路,为高储能密度超导磁悬浮飞轮的实验测试系统的搭建提供了可参考的初步方案。
杨海[6]（2020）在《复合材料纤维缠绕机器人关键技术研究》文中指出复合材料具有质量轻、强度高、耐腐蚀、可设计等诸多优点,使其在航空航天、船舶、海洋、能源、化工、汽车等领域获得广泛应用。复合材料是典型的结构-工艺-性能一体化材料,其成型工艺及装备直接影响复合材料性能及成本。由于纤维缠绕工艺具有成型效率高、材料性能利用充分、产品质量一致性好等优点,使其成为轴对称回转类复合材料制品成型的首选工艺。随着低成本、多样化、复杂形状纤维缠绕制品需求的日益增加,传统缠绕成型工艺及装备的成本高、柔性差等问题制约纤维缠绕复合材料制品应用和发展。工业机器人具有自由度多、通用性好、可扩展性强等优点,且其定位精度可满足纤维缠绕工艺要求,因此本文研究基于六自由度工业机器人的纤维缠绕系统动力学、轨迹规划及优化等关键技术,研制机器人缠绕装备,实现纤维缠绕复合材料制品柔性低成本制造。本文针对轴对称回转类复合材料制品研究具有通用性的纤维缠绕机器人缠绕作业轨迹规划方法。基于测地线/非测地线纤维缠绕模式及缠绕线型规律,采用多段圆锥拟合方法获得复杂形状轴对称回转壳体缠绕线型模式及运动轨迹。根据纤维缠绕机器人与主轴结构配置、运动自由度及导丝头沿芯模轮廓运动轨迹线形成的包络线,研究基于开放圆柱包络、芯模轮廓包络和恒定悬纱长度包络线的轨迹规划方法,实现适用于不同类型复合材料制品的纤维缠绕机器人缠绕作业轨迹统一设计。通过曲线光滑度评价函数、工作空间评价函数及跟随能力评价函数对多自由度纤维缠绕装备的缠绕作业轨迹进行评价,实现机器人缠绕悬纱长度的优化。根据纤维缠绕成型工艺要求及小型复杂形状复合材料制品特点,设计基于机器人夹持芯模与固定纤维导丝头形成缠绕相对运动方式的柔性纤维缠绕机器人系统。建立纤维缠绕机器人作业运动学分析模型,根据机器人缠绕作业轨迹规划结果基于逆运动学分析获得机器人各关节运动轨迹。建立考虑缠绕张力、缠绕落纱点、缠绕构件质量随纤维缠绕轨迹变化的纤维缠绕机器人作业动力学分析模型,进行纤维缠绕张力、构件负载对机器人末端作用力及关节驱动力矩的影响分析及优化。为提高纤维缠绕机器人轨迹的平滑性、平稳性,消除纤维缠绕张力波动,提高纤维缠绕构件质量,实现复合材料制品高效、低成本纤维缠绕成型,研究纤维缠绕机器人轨迹多目标优化方法。根据纤维缠绕机器人轨迹优化目标函数及评价指标,针对所设计的纤维缠绕机器人作业结构及机器人轨迹优化目标,采用非等时间长度多目标规划方法实现机器人轨迹平滑。采用NSGA-Ⅱ遗传算法进行机器人运动时间、能耗、平稳性、平滑性多目标优化,实现纤维稳定缠绕成型。根据缠绕工艺要求,研制纤维导丝头固定、机器人夹持芯模缠绕方式的机器人纤维缠绕系统。通过针对轴对称回转类复合材料制品的机器人缠绕作业轨迹规划、机器人轨迹优化、缠绕轨迹精度及张力波动检测与评估等实验验证本文所提出的基于包络线形式的纤维缠绕机器人缠绕作业轨迹通用规划方法及非等时间长度多目标机器人缠绕平滑轨迹规划方法的有效性。本文通过对复合材料制品纤维缠绕机器人缠绕作业轨迹、机器人作业动力学、机器人运动轨迹及缠绕装备研制等关键技术的研究为复合材料制品机器人缠绕提供理论基础,为缠绕设备作业轨迹规划提供新的思路,为动态响应好、柔性要求高及制品需求多样化的复合材料制品纤维缠绕作业提供新的技术和手段,并为复合材料制品机器人缠绕的工业化应用奠定基础。
马腾宇[7]（2020）在《基于工业机器人的碳纤维缠绕系统设计及轨迹规划研究》文中指出碳纤维具有密度小、质量轻、强度高、耐超高温、低温特性好等优点,又能与树脂、金属、陶瓷等基体形成碳纤维复合材料。因此,被广泛应用于建筑、汽车、化工、航空航天、医疗器械、运动器材等领域。然而由于成型对象形状各异性,以及碳纤维复合材料的特殊性,加工成型过程存在一定难度;同时自动化工艺相对落后,使其不能进行批量大规模生产,导致加工成型效率较低。目前,缠绕成型是碳纤维制品的主要工艺,然而传统的缠绕成型技术大多采用半自动的加工方式,缠绕机大多采用两轴或者四轴的机械设备,导致碳纤维制品加工精度低,很难实现自动化缠绕,另一方面,相关智能优化算法在缠绕过程中的应用极少,导致传统的缠绕技术存在着缠绕效率低,系统能耗高等缺陷。针对上述问题,本文设计了一套基于工业机器人的碳纤维缠绕成型系统,以六自由度机器人为基础,设计了其末端执行器吐丝嘴的结构,包括张力控制系统、张力稳定机构、回收系统、摆动机构、出料机构等等,在此基础上与第七轴外部扩展缠绕轴进行联动控制从而构成整个机器人缠绕系统。然后基于Matlab Robotics Toolbox对六自由度机械臂进行建模以及正运动学、逆运动学分析,利用测地线的方法推导出芯模表面稳定的缠绕线型以及缠绕轨迹,并根据落纱点与吐丝嘴的相对关系推断出机械臂的运动轨迹。最后基于机器人缠绕系统进行实验。机械臂运动轨迹的优化对于缠绕效率的提升有着直接影响。粒子群算法常用来优化机械臂的运动轨迹,但其存在着早熟收敛、容易陷入局部极值的缺陷。本文对标准粒子群算法进行改进,使粒子群在混沌状态和稳定状态之间切换,并且在粒子到达局部极值时及时改变其速度,从而增加了整个粒子群的多样性。仿真结果表明,改进后的算法在满足机械臂动力学约束的同时,整个粒子群在优化过程中不易收敛到局部最优解,使得机械臂的运动时间缩短。将改进的算法应用于机器人缠绕实验中,缠绕时间相较于标准粒子群算法大大降低,验证了该算法在机器人碳纤维缠绕成型领域的可行性和有效性。
张阳[8]（2020）在《塑料内胆容器纤维缠绕挑剪/挂纱装置设计与研究》文中研究指明作为塑料内胆容器的主要成型手段,纤维缠绕技术在国内已经发展至成熟和完善阶段。同时,纤维缠绕机作为实现缠绕工艺的主要设备,其先进程度标志着缠绕技术的发展水平。尽管我国在五轴以下缠绕机的多项关键技术上已经达到了国际先进水平,但在提升产线自动化程度的相关辅助装置的研制与开发方面仍处于起步阶段,缺少系统性的研发与论证。较为典型的是缠绕前的挂纱作业与缠绕后的挑剪纱作业仍依赖操作人员手动实现,这直接导致了缠绕工艺流程的不完善与生产效率、制品品质的低下。针对这种现状,本文基于五轴三工位龙门式纤维缠绕机设计了一款简洁、稳定、高效的自动挑剪/挂纱装置,对其方案、结构、控制系统进行了设计与研究,具体工作如下:（1）分析了国内外纤维缠绕机及辅助设备的发展现状,基于缠绕机的工作原理制订了两种不同形式的挑剪/挂纱装置方案,通过可行性分析确立了最优方案。该方案下的挑剪/挂纱作业需要张力装置的配合实现,由此展开张力装置的方案设计并整合而成纤维缠绕挑剪/挂纱装置的总体方案,绘制了工作流程图。（2）利用Solid Works软件建立了纤维缠绕挑剪/挂纱装置的整体三维模型。在认识缠绕机结构驱动模块的基础上,首先对挑剪/挂纱装置的作业原理进行分析,对主要功能机构——挑纱、剪纱与挂纱机构进行了具体设计并就驱动件完成了计算选型。其次对张力装置的浸胶机构、执行与检测机构进行建模分析与标准器件的选型。该装置的设计符合缠绕机的结构尺寸要求,并能够配合张力装置完成高质量、稳定的自动挑剪/挂纱。（3）基于挑剪/挂纱装置的控制需求确立了上位工控机+下位Clipper运动控制卡的控制系统总体架构。采用了模块化的设计思想,对包括伺服控制模块、气动逻辑控制模块与外围电路模块在内的硬件部分进行了详细的电路设计与端口分配,并对伺服单元的工作参数与Clipper卡的相关变量进行了定义。在程序设计方面,利用了Pewin32 Pro2软件的人机界面针对挑剪纱作业设计并编写了Clipper卡的相关运动程序和PLC程序,并对代码进行了具体说明。（4）搭建了挑剪纱机构样机,采用PID+速度/加速度前馈+滤波算法对偏摆电机位置控制的相关增益变量进行了整定,在完成通讯与调试的基础上通过实验深入研究了影响机构剪纱效果的相关因素,验证了设计的合理性。
季文婧[9]（2019）在《复合材料压力容器爆破压强与材料基本力学性能关联研究》文中提出随着氢能源的应用逐渐增加,对氢能储存要求越来越高,急需研究能满足氢能储存苛刻要求的气瓶,复合材料压力容器以其质量轻、强度高和安全可靠等优点得到了很多学者的研究,尤其是复合材料压力容器的受力状态的数值模拟分析。对压力容器爆破压强的有效模拟不仅能够预测压力容器的爆破压强,还能够将复合材料体系的基本力学性能和压力容器的爆破压强关联起来。因此本文使用ABAQUS有限元软件对压力容器爆破压强进行模拟,建立了较为精准的有限元模型,探究压力容器爆破压强与复合材料体系基本力学性能之间的关联关系。首先,本文通过对碳纤维T700/E-51环氧树脂、碳纤维T700/TDE85环氧树脂以及芳纶纤维/E-51环氧树脂三种材料的动态接触角测试,表征三种材料体系的微观浸润性能。通过微滴脱粘试验表征了三种材料体系的界面剪切性能,并且采用万能试验机测试对各材料体系进行拉伸、压缩、弯曲和层间剪切测试,表征了宏观力学性能,最终测得力学性能数据与微观界面性能优异性一致,均为碳纤维T700/TDE85环氧树脂>碳纤维T700/E-51环氧树脂>芳纶纤维/E-51环氧树脂,且为有限元分析提供数据基础。其次,通过有限元的方法分析复合材料压力容器的爆破压强,为了得到力学性能参数对压力容器爆破压强的影响。采用虚拟试验的方法调整碳纤维T700/TDE85环氧树脂材料体系的基本力学性能参数,得到了每个力学性能参数变化对复合材料压力容器爆破压强以及爆破位置的影响。剪切模量对复合材料压力容器的爆破压强影响最大,主方向的拉模量和泊松比次之,纵向的拉伸模量影响最小。最后,通过试验的方法制备所设计的两种材料体系复合材料压力容器,并进行水压爆破试验。测得碳纤维T700/E51环氧树脂和碳纤维T700/TDE85环氧树脂复合材料压力容器的爆破压强分别为17Mpa和22Mpa。试验结果表明两种材料体系压力容器的预测值和实验值较吻合,偏差在3%之内,说明使用该方法模拟压力容器的爆破压强较可靠。
陈旦[10]（2019）在《碳纤维缠绕Ⅳ型复合材料压力容器的结构设计与研制》文中研究表明碳纤维缠绕Ⅳ型复合材料压力容器以其轻量化、耐腐蚀、疲劳性好等优点在新能源汽车和航空航天等领域表现出巨大的应用前景。以工程塑料为内衬的Ⅳ型复合材料压力容器由于国内尚无相关标准,且未形成大规模的产业化,因此这方面的研究工作相对较少。在此,本文针对碳纤维缠绕Ⅳ型复合材料压力容器展开了以下五个方面的研究:（1）针对Ⅳ型复合材料压力容器内衬刚度低于金属内衬的问题,在缠绕实验前,文本对缠绕实验所用内衬的稳定性进行了分析。通过Mises公式推导出圆筒形内衬临界失稳载荷计算方法,然后分别基于特征值法和Riks弧长法,分析内衬的特征屈曲和后屈曲行为,得到内衬的临界失稳载荷,并研究了不厚度下内衬的特征屈曲和后屈曲行为。（2）根据微元法和力的平衡关系,给出了螺旋缠绕和环向缠绕纤维对内衬产生背压的力学模型,确定薄壁缠绕结构下内衬所受背压的解析计算方法,参考后屈曲失稳分析结果,确定最佳缠绕张力值。（3）由NOL环测试结果和载荷工况,基于网格理论完成缠绕角和缠绕层的设计。确定采用测地线缠绕,筒身段缠绕角为12.47°,螺旋缠绕层数为5,环向层数为15。基于龙格库塔法,使用MATLAB软件编程,求解缠绕线型方程,并根据均匀稳定布满的缠绕规律,确定最佳缠绕线型为5切点缠绕;通过MATLAB软件进行五切点线型轨迹的仿真,研究纤维在内衬上的分布规律。采用三次样条函数法对封头处缠绕层厚度进行预测,综合考虑封头处厚度堆积和整体压力容器上纤维重叠问题,确定最终缠绕实验采用两股纱进行缠绕。（4）基于所设计的缠绕参数,借助有限元软件ABAQUS对Ⅳ型压力容器进行精准地几何建模,研究其在工作压强和爆破压强下的力学响应。结果表明:工作压强下,纤维层最大应力值远低于纤维层的破坏强度,复合材料压力容器处于安全状态;采用最大应变准则预测压力容器爆破压强,结构在57MPa内压下发生低压爆破,失效区域为封头处平行圆半径51.74mm—67.65mm区域。针对此问题,提出结合扩孔方法的封头帽补强法,结构爆破压强提升了17.5%,纤维在筒身与封头交界区域发生失效。（5）借助四轴数控纤维缠绕机,使用T800HB-12000-50B碳纤维和EW-6F环氧树脂,采用两股纱、五切点、测地线等缠绕参数完成塑料内胆碳纤维全缠绕Ⅳ型复合材料压力容器的成型,验证了所设计缠绕参数的准确性。本文所做工作可以为碳纤维缠绕Ⅳ型复合材料压力容器提供设计思路和技术路线,为Ⅳ型复合材料压力容器的发展打下理论和实验基础。
二、轴向/环向纤维缠绕机（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、轴向/环向纤维缠绕机（论文提纲范文）
（1）SiC纤维增强Ti基复合材料的制备及微观组织结构研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 选题背景及意义 |
| 2.2 SiC_f/Ti基复合材料的应用 |
| 2.3 SiC_f/Ti基复合材料的制备 |
| 2.4 SiC_f/Ti基复合材料微观组织结构 |
| 2.5 高超声速飞行器蒙皮结构的发展 |
| 3 研究内容及试验方案 |
| 3.1 试验材料 |
| 3.2 试验方案与内容 |
| 3.3 主要创新点 |
| 4 CVD法制备SiC纤维研究 |
| 4.1 直流加热法CVD装置的设计 |
| 4.1.1 反应器结构设计 |
| 4.1.2 反应器法兰结构设计 |
| 4.1.3 供气系统设计 |
| 4.2 SiC纤维制备CVD工艺优化 |
| 4.2.1 原材料选择 |
| 4.2.2 沉积温度的影响规律 |
| 4.2.3 氢气流量的影响规律 |
| 4.2.4 氩气流量的影响规律 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 纤维排布优化与结构设计 |
| 5.1 纤维布编织技术研究 |
| 5.2 纤维排布角度对复合材料性能的影响规律研究 |
| 5.3 纤维排布对复合材料的内应力影响规律研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 制备工艺优化与组织结构演变规律研究 |
| 6.1 SiC纤维布除胶工艺 |
| 6.2 SiC_f/Ti复合材料热压工艺优化 |
| 6.3 TB8钛合金热处理工艺优化及微观组织演变规律 |
| 6.4 SiC_f/TB8复合材料微观组织演变规律 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 复合材料界面反应调控与性能评价 |
| 7.1 SiC_f/Ti复合材料界面微观组织结构分析 |
| 7.1.1 纤维与基体界面微观形貌与元素分布 |
| 7.1.2 热压保温时间对纤维与基体界面微观组织的影响 |
| 7.1.3 SiC_f/Ti复合材料界面热力学与动力学分析 |
| 7.2 SiC_f/Ti复合材料性能评价及失效机理分析 |
| 7.2.1 SiC_f/Ti复合材料室温力学性能评价与分析 |
| 7.2.2 SiC_f/Ti复合材料高温力学性能评价与分析 |
| 7.2.3 SiC_f/Ti复合材料疲劳性能评价与分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 蒙皮模拟件制备及考核验证研究 |
| 8.1 SiC_f/Ti复合材料蒙皮结构件设计 |
| 8.2 SiC_f/Ti复合材料蒙皮结构件制备 |
| 8.3 SiC_f/Ti复合材料蒙皮结构件无损检测分析 |
| 8.4 SiC_f/Ti复合材料蒙皮结构件组织和性能评价 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）碳/碳坩埚预制体增强碳纤维缠绕方法及关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究目的及意义 |
| 1.3 纤维缠绕技术简介 |
| 1.4 纤维缠绕技术国内外研究现状 |
| 1.4.1 国外研究现状 |
| 1.4.2 国内研究现状 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第二章 碳/碳坩埚预制体碳纤维增强缠绕线型研究 |
| 2.1 碳/碳坩埚芯模的数学模型 |
| 2.2 碳/碳坩埚预制体缠绕线型研究 |
| 2.2.1 纤维缠绕稳定条件 |
| 2.2.2 非测地线缠绕角和中心转角方程的建立 |
| 2.2.3 封头段缠绕线型分析 |
| 2.2.4 圆柱段缠绕线型分析 |
| 2.2.5 碳/碳坩埚预制体整体缠绕线型分析 |
| 2.3 碳/碳坩埚芯模整体缠绕线型仿真 |
| 2.4 碳纤维束宽度对缠绕线型的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 碳/碳坩埚预制体增强缠绕装置设计 |
| 3.1 碳/碳坩埚预制体增强缠绕装置方案设计 |
| 3.1.1 总体缠绕方式方案设计 |
| 3.1.2 X/Z向平动工作台方案设计 |
| 3.1.3 缠绕机构方案设计 |
| 3.1.4 芯模回转机构方案设计 |
| 3.2 碳/碳坩埚预制体增强缠绕装置详细设计 |
| 3.2.1 X/Z向平动工作台详细设计 |
| 3.2.2 缠绕机构详细设计 |
| 3.2.3 芯模回转机构详细设计 |
| 3.3 碳/碳坩埚预制体增强缠绕装置虚拟样机 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 碳/碳坩埚预制体增强缠绕运动轨迹规划 |
| 4.1 平动工作台的横向和纵向运动分析 |
| 4.1.1 平动工作台运动方程的求解 |
| 4.1.2 不同条件下运动轨迹分析 |
| 4.1.3 不同Y值对缠绕运动轨迹的影响 |
| 4.2 落纱点的反解 |
| 4.3 翻转机构运动轨迹分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 碳/碳坩埚预制体增强缠绕控制系统设计及验证 |
| 5.1 碳/碳坩埚预制体增强缠绕装置样机 |
| 5.2 坩埚预制体缠绕装置控制系统设计 |
| 5.2.1 控制系统硬件设计 |
| 5.2.2 控制系统软件设计 |
| 5.2.3 控制系统调试 |
| 5.3 坩埚预制体缠绕验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（3）变曲率变厚度绝热层橡胶挤压变形研究与仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 复合材料缠绕工艺及缠绕装备发展现状 |
| 1.3.2 绝热层缠绕成型工艺的发展现状 |
| 1.3.3 弹性表面挤压变形问题的研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容与总体框架 |
| 2 固体火箭发动机绝热层自动缠绕成型工艺方案研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 固体火箭发动机绝热层自动化缠绕成型工艺方案 |
| 2.3 固体火箭发动机绝热层自动化缠绕设备总体方案 |
| 2.4 缠绕成型关键工艺参数分析及控制方法 |
| 2.4.1 EPDM缠绕胶带缠绕成型压力控制方法 |
| 2.4.2 EPDM缠绕胶带防拉伸变形与防污染方法 |
| 2.4.3 EPDM缠绕胶带的温度控制 |
| 2.5 缠绕压辊外形设计方法 |
| 2.6 橡胶缠绕成型胶带宽度计算方法 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 变曲率变厚度绝热层橡胶挤压变形分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 接触区域的几何特征分析 |
| 3.3 赫兹接触理论基础 |
| 3.3.1 球体间的赫兹接触问题 |
| 3.3.2 两圆柱赫兹接触问题 |
| 3.3.3 一般弹性体的赫兹接触问题 |
| 3.4 缠绕压辊与绝热层橡胶接触分析 |
| 3.5 变曲率变厚度绝热层橡胶挤压变形分析 |
| 3.5.1 橡胶挤压变形过程分析 |
| 3.5.2 橡胶胶带宽度方向载荷分布分析 |
| 3.5.3 算例分析 |
| 3.5.4 橡胶挤压变形理论分析与模型建立 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 变曲率变厚度绝热层橡胶挤压变形仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 接触问题的有限元解法 |
| 4.3 有限元仿真流程 |
| 4.4 ABAQUS接触分析 |
| 4.5 有限元仿真模型的建立 |
| 4.6 有限元仿真及结果分析 |
| 4.6.1 不同缠绕层静态挤压变形有限元分析 |
| 4.6.2 理论模型和有限元求解结果的对比分析 |
| 4.6.3 橡胶胶带宽度方向载荷分布仿真分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）基于ACP的复合材料气瓶含缺陷力学性能与渐进损伤研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 复合材料气瓶概述 |
| 1.2.1 复合材料气瓶结构与应用 |
| 1.2.2 复合材料气瓶标准概述 |
| 1.2.3 复合材料气瓶的优点 |
| 1.3 复合材料气瓶优化与分析研究现状 |
| 1.3.1 结构优化设计研究 |
| 1.3.2 结构强度分析研究 |
| 1.3.3 复合材料损伤研究 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 复合材料气瓶理论与模型建立 |
| 2.1 复合材料结构力学与网格理论 |
| 2.1.1 经典层合板理论 |
| 2.1.2 网格理论 |
| 2.2 气瓶纤维层结构设计 |
| 2.2.1 筒体纤维层设计 |
| 2.2.2 封头纤维层设计 |
| 2.3 气瓶有限元模型的建立 |
| 2.3.1 有限元法 |
| 2.3.2 ANSYS ACP功能介绍 |
| 2.3.3 复合气瓶内衬的几何结构 |
| 2.3.4 单元类型 |
| 2.3.5 复合气瓶材料属性定义 |
| 2.3.6 有限元模型建立和网格划分 |
| 2.3.7 边界条件与载荷 |
| 2.4 模型有限元计算结果验证 |
| 2.4.1 工作压力下有限元计算结果 |
| 2.4.2 自紧技术原理 |
| 2.5 气瓶最佳自紧力 |
| 2.5.1 气瓶标准对自紧力的要求 |
| 2.5.2 最佳自紧力的选择 |
| 2.6 有无自紧力比较 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 表面缺陷复合材料气瓶强度分析 |
| 3.1 复合材料气瓶的缺陷来源 |
| 3.2 缺陷模型的建立 |
| 3.2.1 ANSYS生死单元 |
| 3.2.2 缺陷气瓶有限元模型建立 |
| 3.2.3 缺陷设置 |
| 3.3 气瓶缺陷应力结果分析 |
| 3.3.1 不同缺陷面积 |
| 3.3.2 不同缺陷深度 |
| 3.3.3 不同缺陷位置 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 复合材料气瓶渐进损伤与爆破压力分析 |
| 4.1 复合材料的强度理论基础 |
| 4.1.1 复合材料强度准则 |
| 4.1.2 层合板强度理论 |
| 4.2 复合材料气瓶渐进损伤 |
| 4.2.1 渐进损伤分析与退化准则 |
| 4.2.2 复合材料气瓶损伤类别 |
| 4.3 复合材料气瓶渐进损伤与爆破压力 |
| 4.3.1 基体开裂损伤 |
| 4.3.2 纤维断裂损伤 |
| 4.3.3 内胆破裂损伤 |
| 4.4 试验验证与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（5）高储能密度超导磁悬浮飞轮转子系统优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 不同储能技术对比 |
| 1.3 高速飞轮储能 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 国内外超导磁悬浮飞轮储能系统研究现状 |
| 1.4.2 国内外飞轮转子系统研究现状 |
| 1.5 论文研究内容及安排 |
| 第2章 飞轮结构设计研究及应力分析 |
| 2.1 飞轮轮毂设计 |
| 2.2 飞轮轮毂应力分析 |
| 2.3 复合材料轮缘应力分析 |
| 2.3.1 复合材料飞轮轮缘力学模型 |
| 2.3.2 多环装配协调 |
| 2.4 复合材料飞轮轮缘有限元分析 |
| 2.4.1 单环复合材料轮缘模型 |
| 2.4.2 三环复合材料轮缘模型 |
| 2.4.3 六环复合材料轮缘模型 |
| 2.4.4 八环复合材料轮缘模型 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 飞轮转子支承系统研究 |
| 3.1 超导飞轮转子系统结构 |
| 3.2 超导轴承设计 |
| 3.2.1 超导磁悬浮理论 |
| 3.2.2 超导轴承结构介绍 |
| 3.2.3 超导轴承设计与优化 |
| 3.3 辅助永磁轴承设计与优化 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 飞轮转子系统优化设计及动力学分析 |
| 4.1 转子系统的初步设计 |
| 4.1.1 转子初步设计 |
| 4.1.2 初步估算转子临界转速 |
| 4.1.3 转子系统节点划分 |
| 4.2 转子系统优化设计指标 |
| 4.2.1 转子系统稳定性指标 |
| 4.2.2 转子系统灵敏度 |
| 4.3 转子系统优化设计理论模型 |
| 4.3.1 固有频率对结构参数灵敏度计算 |
| 4.3.2 优化设计理论模型 |
| 4.4 基于混合蛙跳算法的结构设计优化 |
| 4.4.1 混合蛙跳算法 |
| 4.4.2 优化结果及分析 |
| 4.5 基于ANSYS有限元的转子动力学仿真分析 |
| 4.5.1 铁木辛柯(Timoshenko)梁理论 |
| 4.5.2 基于ANSYS转子系统临界转速计算与分析 |
| 4.5.3 转子系统不平衡响应分析 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 转子系统实验分析 |
| 5.1 转子动平衡实验 |
| 5.1.1 动平衡理论 |
| 5.1.2 转子现场动平衡测试 |
| 5.2 转子系统测试思路和步骤 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）复合材料纤维缠绕机器人关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外复材制品缠绕作业轨迹研究现状 |
| 1.2.2 国内外机器人作业动力学建模研究现状 |
| 1.2.3 国内外机器人轨迹优化研究现状 |
| 1.2.4 国内外复材制品纤维缠绕装备研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 复合材料纤维缠绕机器人缠绕作业轨迹规划 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 旋转壳体纤维缠绕轨迹 |
| 2.2.1 旋转壳体的几何模型 |
| 2.2.2 旋转壳体表面的纤维缠绕轨迹 |
| 2.2.3 纤维缠绕轨迹的参数化 |
| 2.3 旋转壳体芯模运动轨迹 |
| 2.3.1 纤维缠绕基本原理及线型规律 |
| 2.3.2 旋转壳体芯模旋转角 |
| 2.3.3 旋转壳体芯模运动轨迹求解 |
| 2.4 机器人缠绕作业轨迹 |
| 2.4.1 机器人缠绕作业轨迹分析 |
| 2.4.2 包络形式缠绕作业轨迹规划 |
| 2.4.3 悬纱长度对缠绕作业轨迹的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 复合材料纤维缠绕机器人作业建模与仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 纤维缠绕机器人作业运动学建模 |
| 3.2.1 纤维缠绕机器人作业运动学模型的建立 |
| 3.2.2 纤维缠绕机器人作业运动学逆解 |
| 3.3 纤维缠绕机器人作业动力学建模 |
| 3.3.1 纤维缠绕时变负载机器人末端作用力求解 |
| 3.3.2 纤维缠绕机器人变负载动力学建模 |
| 3.4 纤维缠绕机器人作业仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 复合材料纤维缠绕机器人多目标轨迹优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 纤维缠绕机器人轨迹规划多目标优化模型 |
| 4.2.1 轨迹规划的基本形式优化模型 |
| 4.2.2 插值轨迹及轨迹规划的有限空间维度优化模型 |
| 4.3 纤维缠绕机器人轨迹优化目标函数构建 |
| 4.3.1 纤维缠绕机器人运动时间函数 |
| 4.3.2 纤维缠绕机器人运动能耗函数 |
| 4.3.3 纤维缠绕机器人运动平稳性函数 |
| 4.3.4 纤维缠绕机器人运动平滑性函数 |
| 4.4 纤维缠绕机器人轨迹优化与仿真实验研究 |
| 4.4.1 纤维缠绕机器人轨迹优化方法 |
| 4.4.2 纤维缠绕机器人仿真实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 机器人纤维缠绕系统搭建与实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 机器人纤维缠绕系统结构设计 |
| 5.3 机器人纤维缠绕控制系统搭建 |
| 5.3.1 机器人纤维缠绕控制系统硬件搭建 |
| 5.3.2 机器人纤维缠绕控制系统软件开发 |
| 5.4 组合旋转壳体机器人纤维缠绕实验 |
| 5.4.1 机器人缠绕作业轨迹对纤维缠绕轨迹影响实验 |
| 5.4.2 机器人轨迹对复合材料纤维缠绕影响实验 |
| 5.4.3 机器人末端时变作用力对复合材料纤维缠绕影响实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（7）基于工业机器人的碳纤维缠绕系统设计及轨迹规划研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 纤维缠绕机器人技术研究现状 |
| 1.2.2 工业机器人轨迹规划研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 第2章 纤维缠绕基本理论 |
| 2.1 纤维缠绕基本线型 |
| 2.2 纤维缠绕稳定缠绕条件 |
| 2.2.1 纤维稳定缠绕基本条件 |
| 2.2.2 纤维稳定缠绕数学模型 |
| 2.2.3 纤维缠绕影响因素 |
| 2.3 碳纤维圆台线型设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 工业机器人缠绕系统设计 |
| 3.1 机器人缠绕系统的总体构成 |
| 3.2 KUKA KR60-3 机器人运动学分析 |
| 3.2.1 KUKA KR60-3 机器人系统 |
| 3.2.2 KUKA机器人D-H模型建立 |
| 3.2.3 机器人正逆运动学分析 |
| 3.2.4 机器人运动学仿真 |
| 3.3 外部扩展轴的构成 |
| 3.4 吐丝嘴结构设计 |
| 3.4.1 设计思路与整体构成 |
| 3.4.2 张力控制机构设计 |
| 3.4.3 收卷辊机构设计 |
| 3.4.4 出丝机构设计 |
| 3.5 机器人缠绕系统的搭建 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 机器人缠绕轨迹规划研究 |
| 4.1 吐丝嘴轨迹分析 |
| 4.2 轨迹规划问题的描述 |
| 4.2.1 关节路径的生成 |
| 4.2.2 轨迹性能的描述 |
| 4.3 基于改进自适应PSO的机器人轨迹规划 |
| 4.3.1 粒子群优化算法的概述 |
| 4.3.2 标准粒子群算法的改进 |
| 4.3.3 改进算法在机器人轨迹规划的应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 机器人缠绕仿真与实验结果分析 |
| 5.1 改进自适应PSO仿真结果分析 |
| 5.2 缠绕实验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间参加项目与取得成果 |
（8）塑料内胆容器纤维缠绕挑剪/挂纱装置设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 纤维缠绕机国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题研究目的与意义 |
| 1.4 课题来源 |
| 1.5 课题主要研究目标与内容 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第2章 挑剪/挂纱装置方案设计 |
| 2.1 纤维缠绕机工作原理 |
| 2.2 挑剪/挂纱装置方案设计 |
| 2.2.1 主轴回转型方案 |
| 2.2.2 小车配合型方案 |
| 2.2.3 方案分析 |
| 2.3 张力装置方案设计 |
| 2.4 纤维缠绕挑剪/挂纱总体方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 挑剪/挂纱装置结构设计 |
| 3.1 纤维缠绕挑剪/挂纱装置结构总成 |
| 3.2 纤维缠绕机结构布局 |
| 3.2.1 芯模驱动模块 |
| 3.2.2 丝咀驱动模块 |
| 3.3 挑剪/挂纱装置结构设计 |
| 3.3.1 挑剪/挂纱作业原理分析 |
| 3.3.2 挑纱机构的设计 |
| 3.3.3 剪纱机构的设计 |
| 3.3.4 挂纱机构的设计 |
| 3.4 张力装置结构设计 |
| 3.4.1 张力装置整体结构 |
| 3.4.2 浸胶机构设计 |
| 3.4.3 执行检测机构设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 挑剪/挂纱装置控制系统设计 |
| 4.1 控制系统总体设计 |
| 4.1.1 挑剪/挂纱装置控制需求分析 |
| 4.1.2 控制系统总体方案 |
| 4.2 控制系统硬件模块设计 |
| 4.2.1 伺服控制模块设计 |
| 4.2.2 气动逻辑控制模块设计 |
| 4.2.3 外围电路模块设计 |
| 4.2.4 Clipper卡参数配置 |
| 4.3 Clipper卡程序设计 |
| 4.3.1 运动程序设计 |
| 4.3.2 PLC程序设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 挑剪纱机构的调试与实验 |
| 5.1 位置伺服控制PID整定 |
| 5.2 挑剪纱样机搭建与实验验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术成果 |
（9）复合材料压力容器爆破压强与材料基本力学性能关联研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 课题的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 压力容器使用材料研究现状 |
| 1.2.2 压力容器爆破性能研究现状 |
| 1.2.3 压力容器损伤破坏研究现状 |
| 1.2.4 压力容器封头的研究现状 |
| 1.2.5 压力容器缠绕参数研究现状 |
| 1.3 国内外研究现状简析 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验材料和实验方法 |
| 2.1 实验材料与实验设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 材料分析测试方法 |
| 2.2.1 材料体系动态接触角测试 |
| 2.2.2 材料体系界面性能表征 |
| 2.2.3 材料力学性能测试方法 |
| 第3章 材料体系基本性能表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合材料体系界面性能表征 |
| 3.2.1 复合材料体系动态接触角测试 |
| 3.2.2 复合材料体系微脱粘测试 |
| 3.3 复合材料体系力学性能表征 |
| 3.3.1 复合材料力学性能测试件的制备 |
| 3.3.2 复合材料力学性能测试 |
| 3.3.3 复合材料体系力学性能测试破坏形式分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 复合材料压力容器爆破压强分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 复合材料压力容器有限元模型的建立 |
| 4.2.1 复合材料压力容器铺层设计 |
| 4.2.2 复合材料压力容器模型的建立 |
| 4.3 复合材料压力容器有限元分析求解 |
| 4.4 有限元分析求解结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 复合材料压力容器爆破性能验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 复合材料压力容器的制备 |
| 5.3 复合材料爆破性能测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（10）碳纤维缠绕Ⅳ型复合材料压力容器的结构设计与研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.1.1 复合材料纤维缠绕技术 |
| 1.1.2 纤维缠绕复合材料压力容器 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.3.3 目前存在的主要问题 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 碳纤维缠绕Ⅳ复合材料压力容器的设计基础 |
| 2.1 复合材料力学分析基础 |
| 2.1.1 各向异性弹性力学基本方程 |
| 2.1.2 单层板的正轴与偏轴刚度 |
| 2.1.3 复合材料压力容器筒身段层合板理论 |
| 2.2 网格理论 |
| 2.2.1 网格理论设计思路 |
| 2.2.2 筒身段网格理论 |
| 2.2.3 封头段网格理论 |
| 2.3 复合材料压力容器强度准则 |
| 2.4 数值分析方法 |
| 2.4.1 有限单元法 |
| 2.4.2 ABAQUS与复合材料压力容器分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Ⅳ型内衬的稳定性分析与缠绕张力设计 |
| 3.1 内衬屈曲力学模型 |
| 3.2 特征屈曲与后屈曲分析基础 |
| 3.2.1 特征值法 |
| 3.2.2 Riks法 |
| 3.3 Ⅳ型内衬稳定性有限元分析 |
| 3.3.1 内衬尺寸与材料 |
| 3.3.2 特征屈曲有限元分析 |
| 3.3.3 后屈曲有限元分析 |
| 3.4 基于屈曲分析结果的缠绕张力设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 碳纤维缠绕Ⅳ型复合材料压力容器的结构设计 |
| 4.1 基于网格理论的缠绕层设计 |
| 4.2 三次样条函数预测封头厚度 |
| 4.3 缠绕线型的设计与仿真 |
| 4.3.1 线型设计 |
| 4.3.2 缠绕线型仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 碳纤维缠绕Ⅳ型复合材料压力容器的强度分析与结构优化 |
| 5.1 基于设计参数的压力容器精准建模 |
| 5.2 材料参数 |
| 5.3 有限元分析模型 |
| 5.3.1 单元选择与网格划分 |
| 5.3.2 载荷与边界条件 |
| 5.4 结果分析与讨论 |
| 5.4.1 工作压强下结构力学响应分析 |
| 5.4.2 爆破压强与失效位置预测 |
| 5.5 结构优化 |
| 5.5.1 扩孔缠绕 |
| 5.5.2 封头帽补强 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 碳纤维缠绕Ⅳ型复合材料压力容器的成型 |
| 6.1 数控纤维缠绕机 |
| 6.1.1 主轴与导丝头 |
| 6.1.2 浸胶系统 |
| 6.1.3 张力系统 |
| 6.2 压力容器缠绕成型 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间学术成果 |
四、轴向/环向纤维缠绕机（论文参考文献）
- [1]SiC纤维增强Ti基复合材料的制备及微观组织结构研究[D]. 金旗. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]碳/碳坩埚预制体增强碳纤维缠绕方法及关键技术研究[D]. 李晓晨. 天津工业大学, 2021(01)
- [3]变曲率变厚度绝热层橡胶挤压变形研究与仿真[D]. 苏金辉. 大连理工大学, 2020(02)
- [4]基于ACP的复合材料气瓶含缺陷力学性能与渐进损伤研究[D]. 窦丹阳. 浙江大学, 2020(08)
- [5]高储能密度超导磁悬浮飞轮转子系统优化研究[D]. 严海涛. 成都理工大学, 2020(04)
- [6]复合材料纤维缠绕机器人关键技术研究[D]. 杨海. 哈尔滨理工大学, 2020
- [7]基于工业机器人的碳纤维缠绕系统设计及轨迹规划研究[D]. 马腾宇. 武汉理工大学, 2020(08)
- [8]塑料内胆容器纤维缠绕挑剪/挂纱装置设计与研究[D]. 张阳. 武汉理工大学, 2020(08)
- [9]复合材料压力容器爆破压强与材料基本力学性能关联研究[D]. 季文婧. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [10]碳纤维缠绕Ⅳ型复合材料压力容器的结构设计与研制[D]. 陈旦. 武汉理工大学, 2019(07)