自動鋪絲線型規(guī)劃研究.pdf

1、自動纖維鋪放是近年來發(fā)展起來的一種新型復(fù)合材料成型技術(shù)，其綜合了纖維纏繞和鋪帶技術(shù)兩種成型工藝的優(yōu)勢，在大結(jié)構(gòu)尺寸、大曲率、復(fù)雜邊界條件等復(fù)合材料構(gòu)件的自動成型當(dāng)中發(fā)揮著不可替代的作用。因而越來越受到工業(yè)發(fā)達國家的重視。
　　自動鋪絲線型規(guī)劃及與之對應(yīng)的 CAD/CAM軟件的開發(fā)是自動纖維鋪放的關(guān)鍵技術(shù)之一。鋪絲線型，即復(fù)合材料纖維絲束在芯模上的排布形式，直接決定了復(fù)合材料構(gòu)件的各項性能，因而鋪絲線型規(guī)劃的合理與否將關(guān)系到復(fù)合材料

2、構(gòu)件加工的成敗。鋪放過程中，鋪放設(shè)備只有沿著特定的軌跡將纖維絲束鋪放到芯模表面上才能夠保證滿足構(gòu)件的性能要求。這是因為，自動鋪絲中所采用的纖維絲束彈性模量大，變形能力有限，只有沿著特定的軌跡才能保證絲束不起皺、不撕裂地鋪放到芯模表面上；且為了提高復(fù)合材料構(gòu)件的力學(xué)性能，通常希望構(gòu)件上任意一點的纖維方向能夠與其應(yīng)力的方向相匹配。因此，自動鋪絲中的纖維鋪放方向受到多方面的限制，其線型規(guī)劃是一個非常復(fù)雜的計算過程，必須有一個完備的理論作為支撐

3、。
　　基于上述討論，本文提出了一種多約束自動鋪絲線型規(guī)劃算法。考慮構(gòu)件的幾何形狀、制品力學(xué)性能、材料加工工藝性、加工設(shè)備等因素，建立了力學(xué)約束模型、加工工藝性約束模型、鋪絲靴自適應(yīng)約束模型，并且將這三個模型應(yīng)用于線型規(guī)劃過程中。且提出了自左向右遍歷型面以求解全部線型的方法。采用雙向規(guī)劃及線型延伸算法來求得一條完整的線型，保證了邊界處的型面能夠被鋪上預(yù)浸料。引入重合度以衡量鋪放過程中的纖維離縫和重合程度，通過線型規(guī)劃過程中的覆蓋性