树脂基纤维复合材料筒形压力容器的缠绕仿真

摘要

本文在纤维缠绕线型规律分析的基础上,将纤维缠绕筒形压力容器分为筒身和封头两个部分进行缠绕线型分析,根据相关参数就能得到缠绕纤维上对应点(落纱点)的坐标值.同时对于纤维缠绕过程中,绕丝嘴的运动规律也进行了分析.在Visual C++环境下,结合OpenGL可以实现纤维缠绕的动态仿真.OpenGL是一个性能优越的三维图形应用程序库,目前已成为三维图形开发标准,广泛应用于虚拟现实、娱乐、CAD/CAM/CAE等领域.充分利用Visual C++的MFC(Microsoft基本类库)资源可以简化编程,提高程序的开发效率.将筒形压力容器的主要几何尺寸进行参数化,形成通用的仿真模型,利用OpenGL的相关命令和函数对仿真模型进行三维建模,通过设置法线、光照、材质和投影变换等命令以实现真实感.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1纤维缠绕机的发展

1.2纤维缠绕成型工艺简介

1.2.1纤维缠绕成型工艺的分类

1.2.2纤维缠绕成型工艺的特点及应用

1.2.3纤维缠绕成型工艺的原材料

1.2.4纤维缠绕工艺参数的选择

1.3计算机仿真方法概述

1.3.1计算机仿真的基本概念及特点

1.3.2计算机仿真发展的方向

1.3.3计算机仿真技术在制造业中的应用

1.4课题研究的目的、意义

1.5主要研究内容

第2章缠绕规律及线型分析

2.1缠绕规律

2.2缠绕线型的分类

2.3缠绕线型分析

2.3.1纤维在芯模表面均匀布满的条件

2.3.2缠绕中心角

2.3.3中心角微调量

2.3.4转速比

2.4线型的设计

2.4.1芯模转角的计算

2.4.2线型的确定

第3章FW轨迹及运动方程分析

3.1封头上落纱点轨迹

3.2筒身段落纱点轨迹

3.2.1筒身段等缠绕角纤维缠绕

3.2.2筒身非线性纤维缠绕

3.3纤维缠绕的运动方程

3.4运动方程的确定

3.4.1导丝头与芯轴保持等距

3.4.2落纱点相位角为常数

第4章OpenGL概述

4.1 OpenGL基本概念

4.2 OpenGL的命令解释机制及程序运行方式

4.3基于OpenGL的三维仿真的优点

4.4 OpenGL中的部分命令

4.4.1基本图元的绘制

4.4.2 OpenGL的坐标变换

4.4.3 OpenGL中的光照

第5章纤维缠绕动态仿真

5.1纤维缠绕参数的CAD设计

5.2仿真程序总体方案设计

5.3基于MFC和OpenGL的仿真应用程序框架

5.4筒形压力容器的三维建模

5.5缠绕纱片的三维视图

5.6仿真过程中的交互

5.7 FW仿真的实现

第6章结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢