复合材料桨叶增强带缠绕成型技术与装备研究

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1、犬－＇ｉｌ嫂大爱ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ工Ｓ硕士字位ｉ８文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮｗ复合材料桨叶增强带缠绕成型技术与装备研究工程领域作者姓名Ｍ￥＝ｒ指导教师＿—￡＿＆１＿＿１１＆答辩曰期专业学位硕士学位论文复合材料桨叶增强带缠绕成型技术与装备研究Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｗｉｎｄｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏａｎｄｅｕｉｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅｇｇｙｑｐｃｏｍｐｏｓｉｔｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｔａｅｓｏｆｈｅｌｉｃｏｔｅｒｂｌａｄｅｓｐｐ作者姓名一：周天

2、工程领域：机械工程学号：３１３０４０５２指导教师：高航教授完成日期：２０１５年０５月大沒理工大旁ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巳经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体巳经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论

3、文题目／：复令淋对脊４樣汝今＃＾务义ｆｅ卞－“日作者签名：日期：年６月大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要复合材料桨叶增强带是直升机主旋翼系统中的核心承力构件，是决定直升机动力水平的关键因素。缠绕成型技术适合于高强度纤维增强复合材料构件的制造，但传统缠绕、方法及工装难以满足桨叶增强带特殊的复杂几何形状要求，且存在产品质量不稳定成型效率低、型号扩展性差和工人劳动强度大等诸多问题。本文根据多种规格型号桨叶增强带的外形尺寸和力学性能等要求，在对多种基于传统带缠绕、带铺放等自动化成型工艺方案设计和分析的基础上，，进行工艺优化与开发提出一种新型变长度

4、芯模缠绕成型工艺方法。对应用设计的缠绕工艺的成形件外廓进行数学描述，检验对于增强带的几何可行性，提出纤维预浸带张力与叠层压紧力的力学模型与恒力控制方案。根据提出的工艺方法，进行桨叶增强带缠绕成型装备的总体方案设计，并在此基础上，完成对机身、高速长行程直线运动机构、缠绕梭及其夹具等零部件结构设计。其中机身设计为可保证主体床身与夹具工况相对位置精度的一计体组合式；运动执行机构设为具有消振功能的轻型招制两轴移动台；夹具的设计为适合多种缠绕梭规格型号，且具有六工位转换功能的缠绕梭托架。－对装备的工作执行单元缠绕头系统进行功能分析，对基于收放料卷径时变特征的缠绕头进

5、行运动学与力学计算，根据理论结果提出创新性的轮系结构和恒力控制装置等设计理念，设计出包括预浸带恒张力放卷机构、ＰＥ隔离膜稳张力收卷机构和兼备Ｃ轴功能的气动式压紧力施力机构等内部组件的缠绕头系统；对缠绕装备中关键支撑部件－绕梭托架滚转架体和悬臂式Ｙ向运动机构进行静力学刚度分析，并从多个角度进行结构优化设计。对缠绕执行机构进行运动学与动力学建模，对缠绕头运行过程进行仿真，分析缠绕头运动轨迹、启停加速度等运动学特性对纤维预浸带压紧力的影响，根据模拟结果对缠绕轨迹进行优化设计。本文的研究工作为复合材料桨叶增强带的高质高效缠绕成型提供了一套合理可靠的技术方案，突破国外长

6、期以来的技术封锁，显著提升我国复合材料桨叶构件缠绕成型技术水平。关键词：桨叶增强带缠绕成型结构设计静力学分析；动力学分析；；；－－Ｉ复合材料楽叶增强带缠绕成型技术与装备研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｗｉｎｄｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏａｎｄｅｕｉｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅｃｏｍｏｓｉｔｅｇｇｙｑｐｐｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｔａｐｅｓｏｆｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒｂｌａｄｅｓＡｂｓｔｒａｃｔＡｓｔｈｅｒｉｍａｒｂｅａｒｉｎｃｏｍｏｎｅｎｔｉｎｔｈｅｈｅｌｉｃｏｔｅｒｒｏｔｏｒｓｓｔｅｍｔｈｅｃｏｍｏｓｉｔｅｂｌａｄｅｐｙｇｐｐｙ，

7、ｐｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｔａｐｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｔｈｅｈｅｌｉｃｏｔｅｒｐｏｗｅｒｌｅｖｅｌ．Ｗｉｎｄｉｎｆｏｒｍｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｐｇａｄｅｑｕａｔｅｆｏｒｈｉｈｓｔｒｅｎｔｈｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｍｏｓｉｔｅｃｏｍｏｎｅｎｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎ．Ｂｕｔｔｈｅｇｇｐｐｇｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｅｕｉｍｅｎｔ