牛雪娟
,
杨涛
,
杜宇
,
戴维蓉
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.04.003
通过对变刚度铺放路径进行数学建模,得到变刚度复合材料层合板的拓扑构型,对复合材料层合板内每个离散单元的每个铺层进行纤维角度和铺层厚度的独立设计.然后将拓扑构型数据导入有限元分析软件GENESIS中,实现层合板铺层信息的可视化显示和拉伸性能的分析,得出层合板的弹塑性本构关系.通过仿真数据与实验测试数据进行对比,得出在所构建的变刚度复合材料层合板模型上进行拉伸实验仿真的准确度可达95％.该方法不仅可以可视化地展现出铺放过程中发生重叠的位置、整个复合材料层合板的厚度分布以及每层上铺放角的分布,还可对其在弹塑性范围内的拉伸性能进行精确仿真.
关键词:
纤维曲线铺放
,
变刚度复合材料
,
有限元建模
,
拉伸特性分析
杜宇
,
杨涛
,
李志猛
,
戴维蓉
宇航材料工艺
介绍了一种纤维曲线铺放的变刚度复合材料层合板有限元建模方法.按照曲线铺放规律定义每一个单元的实常数,并对这种纤维曲线铺放层合板进行建模.在此基础上讨论了在弯曲和压缩失效两种不同边界条件下,采用Tsai-Wu失效准则,对其进行失效分析,验证其面内受力情况,计算最大的Tsai-Wu强度比倒数1/R.当1/R =1时,所施加的载荷为失效的临界载荷.对比两组纤维直线和纤维曲线的铺层算例,弯曲失效条件下临界失效载荷提高16％和21％,压缩失效条件下临界失效载荷提高51％和19％.纤维曲线铺放层合板有效提高了失效性能.
关键词:
纤维曲线铺放
,
变刚度复合材料
,
1/R
,
失效载荷
戴维蓉
,
杨涛
,
王天琪
,
李亮玉
宇航材料工艺
根据平面变刚度纤维曲线铺放路径设计了圆柱芯模的变刚度铺放路径规划；应用Denauit-Hartenbery (D-H)矩阵法解出铺放机器人的末端位姿数学模型;运用Solidworks软件建立了铺放机器人的虚拟样机模型并仿真出了末端铺放轨迹;运用Matalb软件对其进行运动仿真分析,绘制并研究各关节的运动参数特性,证明了轨迹设计的合理性;利用Matalb软件将仿真结果与数学模型求解结果进行对比,验证了末端位姿数学模型的准确性与可靠性.
关键词:
变刚度
,
纤维曲线铺放
,
圆柱芯模
,
铺放机器人
,
运动仿真
