复合材料缠绕法的对比研究

      复合材料缠绕成型技术已成为复合材料加工的重要工艺。详细研究了2种复合材料缠绕加工方法：参数化缠绕法(parameter winding method，PWM)和网格缠绕法(mesh winding method．MWM)，并分别用2种方法对叶片进行了缠绕成型实验。依据叶片缠绕实验的效果，从缠绕的设计、线型规划以及最终效果等方面对比分析2种缠绕法。结果表明：MWM比传统PWM在异型构件的缠绕成型方面更具灵活、方便、高效的优点。

      复合材料具有优良性能，相关的缠绕理论不断推陈出新。前人在参数化方程缠绕理论和工艺方面做了大量研究工作[1-6]，现在该方法已经比较完善、成熟，能够很好地解决回转体构件和一些可用方程表达的非回转构件缠绕成型的问题[7-8]。但是，参数化缠绕法(parameter winding method，PWM)不能够解决异型构件缠绕成型的问题。实验中，研究了一种新的缠绕法，即网格缠绕法(mesh winding method，MWM)，试图通过该方法解决异型构件缠绕成型的问题。针对上述2种缠绕方法，通过对叶片的缠绕实验展开对比研究，从中发现两种方法的优缺点，进而指导下一步的研究工作。

1  缠绕实验
1.1思  路
      PWM的实现过程如图1所示。首先，建立芯模的数学模型，得到芯模表面的参数方程。然后，根据测地线和非测地线稳定缠绕理论，推导各表面的测地线、非测地线方程。最后，用测地线、非测地线方程结合缠绕角设计缠绕算法，计算落纱点并进行缠绕仿真。若仿真得到的缠绕线型不合理，则需要修改缠绕算法，重新计算落纱点；反之，通过后置处理输出数控缠绕代码进行缠绕实验。观察实际的缠绕过程中缠绕机各轴的联动情况是否正确。

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