角轮式三维编织机机构及其运动轨迹优化设计

摘要

三维编织是一种通过携纱器在轨道间的双向运动以及轴向纱线的运动对部件进行编织的技术，以三维编织技术为基础的三维编织机可以编织各种形状的结构件。通过编织而形成的复合材料具有整体结构不分层、截面形状可不断变化、复杂的构件一次编织成型以及抵抗冲击和蠕变等方面的特点，其可大量应用于航空航天、生物组织材料、汽车、船舶以及风力发电的风叶等领域。角轮式三维编织机携纱器的运动对编织的效果有一定的影响，因此对角轮式三维编织机携纱器的运动分析研究显得至关重要。
　　本课题目的在于对轴向式三维编织机携纱器的运动进行仿真分析与实验研究，并对三维编织机携纱器的运动轨道进行优化设计，对径向式三维编织机进行机构的设计。主要完成如下工作:
　　(1)了解角轮式三维编织机的工作原理，对轴向式三维编织机进行三维建模，并进行ADAMS动力学仿真分析，得出携纱器运动规律。并且与通过理论分析得出MATLAB理论曲线进行比较。
　　(2)对轴向式三维编织机进行实验分析，通过高速摄像机拍摄三维编织机携纱器的运动图片，通过分析拍摄的图片得出携纱器的实验运动曲线，以验证理论以及仿真分析的正确性。
　　(3)通过分析三维编织机携纱器的运动曲线，发现其存在速度尖点，故对轴向式三维编织机的轨道进行优化设计，消除速度尖点，减少接触冲击，提高机器的使用寿命。
　　(4)通过查阅径向式三维编织机的相关资料，对径向式三维编织机进行机构的设计并进行一定的校核。

目录

声明

摘要

1．1．1 课题研究的背景

1．1．2 课题研究的意义

1．2 国内外研究现状及存在问题

1．3 虚拟样机技术的介绍

1．3．1 虚拟样机技术简介

1．3．2 虚拟样机技术的优势及应用

1．4 论文研究内容及创新点

1．5 本章小结

第二章 轴向式三维编织机的运动理论以及仿真分析

2．1 轴向式三维编织工艺

2．2 轴向式三维编织机运动理论分析

2．2．1 轴向式三维编织机携纱器运动理论公式的建立

2．2．2 基于MATLAB的理论曲线绘制与结果分析

2．3 轴向式三维编织机的虚拟样机动力学分析

2．3．1 ADAMS刚体系统动力学理论基础

2．3．2 轴向式三维编织机模型的建立

2．3．3 动力学仿真分析与结果讨论

2．4 本章小结

3．1 引言

3．2 实验目的与内容

3．2．1 实验目的

3．2．2 实验研究的主要内容

3．3 实验装置和原理

3．3．1 实验仪器

3．3．2 实验的原理

3．4 实验方案

3．5 图像处理

3．6 结果分析

3．7 本章小结

第四章 轴向式三维编织机的优化设计

4．1 机械优化设计方法

4．2 轴向式三维编织机轨道优化模型

4．2．1 轨道优化模型的建立

4．2．2 优化模型的导入

4．2．3 ADAMS中对优化模型添加约束和驱动

4．3 轨道优化模型虚拟样机仿真

4．4 轴向式三维编织机优化前后运动仿真对比分析

4．5 小结

第五章 径向式三维编织机的机构设计与校核

5．1 径向式三维编织机的设计依据及原理

5．1．1 设计依据

5．1．2 径向式三维编织机的设计原理

5．2 径向式三维编织机的总体方案设计

5．3 径向式三维编织机的部件设计

5．3．1 传动机构的设计

5．3．2 机架的结构设计

5．3．3 轨道盘的结构设计

5．3．4 携纱器和角导轮的结构设计

5．3．5 其他部件的设计

5．4 本章小结

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢