纤维缠绕

摘要： 本文介绍了高压储氢瓶瓶体所用材料的发展进程,剖析了Ⅳ型瓶的三层结构:氢气阻隔层内胆、中间CFRP碳纤维增强环氧树脂耐压层和外表面GFRP玻璃纤维增强环氧树脂层。在完整介绍了Ⅳ型储氢瓶生产的工艺流程后,进一步深入说明了内胆滚塑成型、中间和外层纤维缠绕、环氧树脂微波固化和碳纤维干丝预浸渍工序的工艺原理及操作要点。此外,还从复合材料的角度,分析了每一层所用原料的结构特性、使用条件、潜在问题和供应情况等。希望借此梳理出Ⅳ型储氢瓶的制备工艺及材料方面的框架,便于我国早日实现相关产品的国产化。

摘要： 纤维缠绕工艺是影响固体火箭发动机复合材料壳体强度的重要因素,缠绕工艺参数对不同复合材料制备的壳体强度影响不同。基于网格理论,使用LS_DYNA进行不同缠绕工艺参数下的壳体强度仿真,开展水压爆破实验,从而研究不同缠绕工艺参数对国产T800碳纤维复合材料缠绕壳体及东丽T800碳纤维复合材料壳体强度的影响,并进行对比分析。结果表明,对于国产T800碳纤维缠绕壳体和东丽T800碳纤维缠绕壳体,[90,±29,90]类型的铺层顺序下壳体破坏区域所受的应力较[±29,90,90]类型的铺层顺序更小;8 mm纱带宽度可以减少纱带间的搭接,提高壳体成型强度。[90,±29,90]的铺层顺序和8 mm的纱带宽度对于国产T800碳纤维复合材料壳体强度发挥更为有利,同时验证了国产T800碳纤维缠绕壳体强度能够满足设计要求。所得纤维缠绕工艺关键参数及结论,可为国产T800碳纤维壳体的设计应用提供借鉴。

摘要： 针对碳纤维编织过程中人工未及时发现纤维异常而造成的机器长时间停机问题,设计了基于机器视觉的纤维状态检测系统。针对断纤状态先将正常纤维作为模板,采集图像作为待匹配对象,再利用去均值的NCC匹配算法计算二者的相关系数,实验分析得出当相关系数大于阈值0.8则为正常纤维状态;针对纤维缠绕状态先通过区域划分和图像分割的方式二次定位并提取导纱轮区域,再对该区域进行二值化后计算区域内黑色区域的面积占比,最后根据黑色面积占比实现对纤维缠绕状态的检测;通过分析纤维环状态的特点,对采集图像进行滤波处理、区域筛选、积分投影得到纤维状态的曲线图,最后分析得出,当纤维状态垂直方向投影的高度差大于60时则为纤维环状态。实验结果表明,该系统的算法对断纤检测的平均识别准确率为95.75%,纤维缠绕准确率为95.25%,纤维环状态准确率为93.50%,检测实验对纤维损伤的研究具有一定参考意义。

摘要： 目前,大丝束碳纤维缠绕呼吸气瓶越来越受欢迎,因碳纤维增强材料具有质轻、高强的优势,所以碳纤维复合材料制作的呼吸气瓶轻便耐用,完全可替代金属罐体的气瓶.但气瓶所处的内外环境往往比较复杂,对大丝束碳纤维缠绕呼吸气瓶的性能提出更高的要求,尤其是树脂基体的力学性能、韧性以及耐湿热性能决定着气瓶整体性能.因此,总结出目前常用的呼吸气瓶专用树脂的浸润以及固化机理,并进行理论分析,为国产大丝束碳纤维缠绕呼吸气瓶专用树脂的发展提供思路.

摘要： 据"www.britishplastics.co.uk"报道,Techsil和Panacol开发了一种新型纤维缠绕黏合剂Vitralit UD 1405。这种新型黏合剂提供了一种新的纤维和纤维缠绕黏合体系。为了提高效率,Vitralit UD 1405可以在缠绕过程中使用,并且能在高强度固化系统中立即固化。这种黏合剂和固化体系非常适用于碳纤维或玻璃纤维缠绕与碳纤维或玻璃纤维增强聚合物制造工艺。

摘要： 本文针对不等极孔纤维缠绕容器进行均匀布满线型轨迹设计及工艺研究,首先通过优化滑移系数使其左右封头的缠绕角在筒身处平滑连续过渡,研究了为实现均匀布满时中心转角所满足的必要条件,运用连分数原理实现了线型切点数的计算,利用优化算法求解了同时满足稳定缠绕和均匀布满的左右两端的滑移系数,基于等轮廓约束条件分析了四轴缠绕机的运动轨迹方程并转换成相应格式的机器代码用于实际缠绕,实验结果表明:纤维在不等极孔芯模表面实现了稳定缠绕,缠绕一定的循环圈数后实现了均匀布满,缠绕效果与仿真一致,从而验证了设计参数和优化算法的可行性。

摘要： 以纤维缠绕成型的各工序为重点,从人、机、料、法、环5个方面分析了玻璃纤维缠绕成型过程中毛羽产生的原因,选取3种不同的玻纤产品,针对环境温度对玻纤毛羽产生的影响做了进一步的分析,并总结了一些来自生产实践的可减少毛羽产生的措施.

摘要： 针对圆形柔性太阳翼的结构、功能特点,提出一种轻量化的碳纤维复合材料平面网格翼梁,该翼梁由M40J碳纤维/氰酸酯树脂采用缠绕工艺自动化成型,通过背靠背的双模模具结构设计、选用可膨胀的聚四氟乙烯模具材料、连续化的缠绕路径设计,解决了平面网格结构可回转缠绕成型、复材成型尺寸精度控制等难题,并对制备的工程样件进行静力试验考核,分析其力学承载性能.研究结果表明:采用自动化缠绕工艺成型的翼梁,具有较高的力学性能,能够承载太阳毯结构重量载荷,破坏形貌为下肋条断裂,多向肋条交叉节点未出现拔出脱粘,节点性能满足使用要求.

摘要： 承力筒是卫星的主要承力部件,对整体结构承载性能具有重要作用.纤维缠绕Kagome网格式承力筒有质轻高强的特征,是卫星承力筒常用的结构.但网格结构设计中,结构参数之间相互耦合,对网格承载性能的影响尚不清晰.本文针对纤维缠绕Kagome网格卫星承力筒,开展结构优化研究.首先采用有限元建模方法,对卫星特定工况下的承载性能进行分析,提出螺旋筋及环筋相对独立的设计思想,结合参数化建模策略,获得各个结构参数对承载性能的作用规律;其次采用多目标遗传算法,以承载性能及质量为主要优化目标,对承力筒结构参数进行优化,并分析了最优结构的强度和屈曲性能.结果表明,最优结构质量降低了21.2％,力学性能满足卫星特定工况条件;最后采用自主研制的桌面式缠绕机对网格承力筒进行了缠绕成型.

摘要： 本文针对不等极孔纤维缠绕容器进行均匀布满线型轨迹设计及工艺研究,首先通过优化滑移系数使其左右封头的缠绕角在筒身处平滑连续过渡,研究了为实现均匀布满时中心转角所满足的必要条件,运用连分数原理实现了线型切点数的计算,利用优化算法求解了同时满足稳定缠绕和均匀布满的左右两端的滑移系数,基于等轮廓约束条件分析了四轴缠绕机的运动轨迹方程并转换成相应格式的机器代码用于实际缠绕,实验结果表明:纤维在不等极孔芯模表面实现了稳定缠绕,缠绕一定的循环圈数后实现了均匀布满,缠绕效果与仿真一致,从而验证了设计参数和优化算法的可行性.

摘要： 超声波测厚仪具有精度高、体积小、便于携带、又无需破坏材料本体的特点,在检验检测中得到广泛应用.但对于外层为玻璃纤维缠绕的复合材料内胆的厚度测量,由于纤维层内部不均匀、致密度低、传统的超声波穿透能力差的原因,至今无法实现.本文研究了超声波在上述材料中的传播特性,通过硬件及软件的科学设计,开发出了能够在不破坏复合材料本体,直接在玻璃纤维缠绕层上精准测出内胆厚度的超声波测厚仪,攻克了这一难题,具有实用和推广价值.

摘要： 我国的纤维缠绕技术和产业从无到有、从小到大,经历半个世纪几代科技工作者的不懈努力,目前我国的纤维缠绕技术及装备已处于世界先进行列,纤维缠绕复合材料产业和产品产量已位居世界第一.基于此，文章回顾了我国纤维缠绕技术和产业的发展历程.中国纤维缠绕技术的发展历程,充满了许许多多自主创新的故事,是一部自力更生、艰苦奋斗的发展史,她伴随着我国的航天航空事业而诞生和成长.同时,中国纤维缠绕技术和产业的发展史也是中国复合材料发展史的缩影,在中国复合材料发展中占有显著地位,为中国成为复合材料产量大国做出了重要贡献.

摘要： 针对复杂型面纤维缠绕可能出现纤维滑移、纤维架空现象,应用微分几何理论和力学分析方法,研究了纤维缠绕过程中滑移系数与摩擦系数的关系,得到了纤维稳定缠绕的判据,分析了缠绕成型压力与曲面几何的关系,推导出纤维不架空的判据,为复杂型面纤维缠绕成型奠定了基础.

摘要： 对现行的固体火箭发动机用纤维缠绕复合材料制品的质量控制方法进行了系统回顾和总结，并结合具体型号产品研制中所遇到的实际问题，对现有控制方法进行了优缺点评价，还进一步对后续产品研制的质量控制工作提出了改进建议。

摘要： 在简要描述玻璃钢纤维缠绕工艺流程及其缠绕过程控制模型的基础上,分析了缠绕过程控制的难点,系统的总结了缠绕过程控制策略及其应用现状,最后展望了玻璃钢制品缠绕过程控制今后的发展方向。

摘要： 以宏观判断和分析为主要出发点,论述航天用金属内衬/纤维缠绕复合材料压力容器(COPVs)的主要失效模式、失效原因及失效的痕迹特征,并提出解决或缓解失效的控制措施;针对危险失效模式,介绍航天COPVs的失效准则和失效评估方法,旨在保证航天发射和运行的安全可靠.

摘要： 本文介绍了复合材料成型自动化技术的发展历程及在航天领域的应用现状，分别从自动下料与激光铺层定位、自动铺带、纤维缠绕、网格缠绕和自动铺丝等方面论述了国内外复合材料自动化成型技术的研究现状与发展趋势，并着重阐述了航天材料及工艺研究所在复合材料自动化成型领域的研究进展。

摘要： 综述近年来国内外各种民用大型客机复合材料承压框的结构及工艺发展情况。结合波音B787、空客等机型复合材料承压框所采用的新材料、结构形式和工艺方法，阐述国内大飞机承压框在复合材料结构设计和工艺方面的发展趋势。论述NCF织物将成为复合材料承压框首选材料，提出用纤维缠绕改进现有复合材料承压框工艺方案、提高产品质量和效率的设想。

摘要： 研究了不同材料体系、不同工艺条件制备的炭纤维复合材料管状件轴向压缩性能以及钢内衬外加炭纤维复合材料复合管状件的动态和静态压缩性能对比,结果表明,采用单向预浸料纵向(或轴向)铺层与纤维缠绕相结合的成型工艺较纤维缠绕工艺制备的管状件轴向压缩强度更高；钢内衬外加复合材料复合管状件的动态轴向压缩强度明显高于静态压缩强度,钢内衬的端部结构对钢内衬外加复合材料复合管状件的轴向压缩性能影响较大。

摘要： 介绍了复合材料输电杆技术研究及应用现状、复合材料电杆市场及生产厂家.详细阐述了原材料选择、结构设计、成型工艺及国外对复合材料电杆应用标准及性能试验情况,并对复合材料电杆的性价比进行了分析并展望了其未来的发展前景.

摘要： 本发明公开了一种耐高压纤维丝缠绕型复合管加工用纤维丝缠绕装置，属于复合管技术领域，包括所述底座顶部的左端位置处固定有L型连接台，L型连接台顶部的右侧开设有锥形储胶腔，所述锥形储胶腔的正上方安装有放线辊，所述放线辊和锥形储胶腔之间连接有导向辊，锥形储胶腔正下方的固定有冷却筒，连接杆的一端皆连接打磨辊，所述传动杆的另一端皆连接有驱动辊。本发明利用凝固的粘胶剂对相邻两根纤维丝之间的空隙进行填充，防止缠绕于复合管内衬层上的纤维丝之间存在空隙，提高复合管的质量，同时利用驱动辊驱动的纤维丝长度与驱动辊工字型凹陷位置处的周长和复合管内衬层一圈的周长相等，防止对纤维丝造成拉扯，引发断裂。

摘要： 本发明公开了一种碳纤维全缠绕气瓶，包括：由筒体、前封头和后封头构成的内胆，前部过渡组件套装并固定于前封头与筒体之间的交界连接处，后部过渡组件套装并固定于后封头与筒体之间的交界连接处，在前部过渡组件与后部过渡组件之间的筒体上缠绕有第一环向缠绕层，第一环向缠绕层的厚度≥前部过渡组件的后端的壁厚，在环向缠绕层、前封头、后封头上依次缠绕包裹有小角度纵向螺旋缠绕层和第二环向缠绕层，第二环向缠绕层的厚度≥0。本发明还公开了上述碳纤维全缠绕气瓶的碳纤维缠绕方法。上述结构具有疲劳强度高、稳定性好、制造成本低、整体质量减轻、且能避免疲劳泄漏点发生在前封头与筒体的过渡区域以及后封头与筒体的过渡区域等优点。

摘要： 本发明公开了一种纤维缠绕随动导线装置及纤维缠绕设备，该装置包括支撑体，支撑体的上部开设有水平的滑动槽，支撑体的顶部开设有导线腔，导线腔的开口朝上；两个随动滚子，对称布置在滑动槽的两相对侧；以及导线轮，包括固定轴和轮本体，固定轴的两端分别连接至一个所述随动滚子，轮本体可转动地安装在固定轴，轮本体位于导线腔内。本发明的有益效果为：随纤维的出丝方向改变，轮本体的摩擦槽与纤维的出丝方向保持一致，从而保证纤维的缠绕效果；摩擦槽的横截面形状与纤维的横截面形状相配合，使得纤维与摩擦槽之间形成静摩擦，极大减轻了纤维的磨损的，同时提高了导线轮和随动滚子随纤维方向改变而转动的灵敏度。

摘要： 提供了一种纤维缠绕方法和一种纤维缠绕设备，在该纤维缠绕方法和纤维缠绕设备中，当新线轴(10)安装在线轴旋转驱动装置(20)上时，在保持通过浮动装置解绕的纤维(11)的末端进一步远于浮动装置固定并且纤维被绷紧的状态的同时，控制装置(60)使线轴旋转以使浮动装置(30)摇动。控制装置基于浮动装置的长度(LD)、浮动装置的摇动角度(θ1)以及线轴的旋转角度(θa)来获得安装在线轴旋转驱动装置上的线轴的线轴径。

摘要： 本发明公开了一种碳纤维全缠绕气瓶的增材补强及碳纤维缠绕方法，包括以下步骤：(1)计算出环向缠绕层的最小厚度hθ及螺旋缠绕层的最小厚度hα；(2)计算出利用系数及实际环向缠绕层的厚度；(3)建立有限元分析模型；(4)求解有限元分析模型，确定最终环向缠绕层的厚度、最终螺旋缠绕层的厚度hα’、环向补强层部位、纵向补强层部位、环向补强层的厚度、纵向补强层的厚度；(5)进行增材补强作业；(6)进行碳纤维缠绕、固化作业。该方法能单独对需要局部补强的区域进行局部补强作业，而不会涉及其他无需进行补强的部分，避免碳纤维的无用缠绕，大大降低了环向缠绕层、螺旋缠绕层的使用量，降低气瓶的成本，降低气瓶的重量，提高气瓶的稳定性能。

摘要： 本发明公开了一种碳纤维全缠绕气瓶，包括：由筒体、前封头和后封头构成的内胆，前部过渡组件套装并固定于前封头与筒体之间的交界连接处，后部过渡组件套装并固定于后封头与筒体之间的交界连接处，在前部过渡组件与后部过渡组件之间的筒体上缠绕有第一环向缠绕层，第一环向缠绕层的厚度≥前部过渡组件的后端的壁厚，在环向缠绕层、前封头、后封头上依次缠绕包裹有小角度纵向螺旋缠绕层和第二环向缠绕层，第二环向缠绕层的厚度≥0。本发明还公开了上述碳纤维全缠绕气瓶的碳纤维缠绕方法。上述结构具有疲劳强度高、稳定性好、制造成本低、整体质量减轻、且能避免疲劳泄漏点发生在前封头与筒体的过渡区域以及后封头与筒体的过渡区域等优点。

摘要： 本发明提供一种纤维缠绕方法和纤维缠绕装置。FW装置(10)具有线轴驱动部(12)、卷绕装置(18)和张力施加装置(20)。使用FW装置(10)的FW方法包括中途停止工序，该中途停止工序是在向工件(500)卷绕送出纤维部(430)的中途使卷绕装置(18)的动作停止的工序。在中途停止工序中，在继续从纤维卷部(412)送出送出纤维部(430)的状态下，一边将按压部(92)按压于送出纤维部(430)一边使按压部移动，由此使输送路径的长度变长。据此，能够抑制纤维缠绕所需的时间变长，并且能够抑制纤维缠绕的成本变高，此外，能够防止卷绕在工件上的送出纤维部松弛。

摘要： 本发明提供一种纤维缠绕装置和纤维缠绕方法。纤维缠绕装置(10)的卷绕部(28)将纤维束(26)卷绕在被卷绕部件(16)上。张力获取部(46)获取卷绕张力检测值。供给速度获取部(48)获取供给速度检测值。存储部(62)存储相关关系信息，该相关关系信息是根据与供给速度的关系来设定卷绕张力的允许判定范围而得到的信息。判定部(64)通过将检测信息与相关关系信息进行比较来判定纤维束(26)的卷绕是否良好，其中检测信息是通过使卷绕张力检测值和供给速度检测值建立对应关系而得到的信息。据此，能够高精度地判定纤维束的卷绕是否良好。

摘要： 本发明公开了一种纤维缠绕随动导线装置及纤维缠绕设备，该装置包括支撑体，支撑体的上部开设有水平的滑动槽，支撑体的顶部开设有导线腔，导线腔的开口朝上；两个随动滚子，对称布置在滑动槽的两相对侧；以及导线轮，包括固定轴和轮本体，固定轴的两端分别连接至一个所述随动滚子，轮本体可转动地安装在固定轴，轮本体位于导线腔内。本发明的有益效果为：随纤维的出丝方向改变，轮本体的摩擦槽与纤维的出丝方向保持一致，从而保证纤维的缠绕效果；摩擦槽的横截面形状与纤维的横截面形状相配合，使得纤维与摩擦槽之间形成静摩擦，极大减轻了纤维的磨损的，同时提高了导线轮和随动滚子随纤维方向改变而转动的灵敏度。

摘要： 提供一种碳纤维缠绕机纤维缠绕角度调节机构，包括纤维输送通道，纤维输送通道底端固连朝通道轴向外侧水平伸出的安装架；安装架前端安装第一角度调节器、中部安装第二角度调节器、后侧安装梳线器；第一角度调节器、第二角度调节器分别具有在水平面内旋转的半圆弧形环；第一角度调节器、第二角度调节器、梳线器底部分别固连插杆顶端；插杆底端穿过安装架的竖直插孔，并使用紧定螺钉锁定插杆在竖直插孔内的安装高度和旋转角度。本实用新型可实现不同缠绕编织角度的碳纤维制造；结构简单，调节方便；兼具美观和防腐蚀功能，经久耐用，美观经济实用。