纏繞纖維與芯模表面間滑線系數(shù)的測(cè)量表征

     提出了一種新的滑線系數(shù)測(cè)量方法，并基于一般曲面穩(wěn)定纏繞條件，設(shè)計(jì)了一種能夠簡(jiǎn)便快捷測(cè)量滑線系數(shù)的新型芯模。該芯模在固定纏繞角情況下，沿母線方向任意點(diǎn)處的緯度圓半徑與該點(diǎn)的滑線系數(shù)之間滿足線性關(guān)系。利用該方法及其裝置對(duì)碳纖維和玻璃纖維在不同纏繞速度、纏繞張力和膠液黏度等條件下與鋁質(zhì)芯模間的滑線系數(shù)進(jìn)行了測(cè)量表征。研究結(jié)果表明，該方法可為纏繞纖維與芯模表面間滑線系數(shù)的測(cè)量及非測(cè)地線纏繞軌跡規(guī)劃設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

      復(fù)合材料纏繞成型工藝是將浸有膠液的纖維按設(shè)計(jì)線型連續(xù)均勻地纏繞到芯模表面。從纖維纏繞軌跡上可分為：測(cè)地線纏繞軌跡和非測(cè)地線纏繞軌跡。測(cè)地線纏繞軌跡是芯模表面上任意兩點(diǎn)距離最短的線，在纏繞張力的作用下連續(xù)纖維不會(huì)滑移。因此，測(cè)地線纏繞不需要任何摩擦力就可以保證線型穩(wěn)定。然而在測(cè)地線纏繞工藝中，必須同時(shí)設(shè)計(jì)芯模形狀和纏繞線型，因?yàn)橐坏├p繞線型改變，芯模形狀也要隨之改變，反之亦然。由于受制品幾何形狀的影響，測(cè)地線纏繞成型工藝局限性較大。相比之下，非測(cè)地線纏繞制品相對(duì)設(shè)計(jì)空間就比較廣闊，能夠成型一些特殊要求及復(fù)雜形狀的
制品，比如，兩端不等極孔壓力容器口-形進(jìn)氣道即1、管道的過渡段纏繞，并且其最大的優(yōu)點(diǎn)是可根據(jù)載荷條件對(duì)纏繞制品進(jìn)行變角度的優(yōu)化設(shè)計(jì)。但是，非測(cè)地線纏繞軌跡的規(guī)劃設(shè)計(jì)要求纏繞纖維和芯模表面間要有真實(shí)可靠的滑線系數(shù)，以此來判定非測(cè)地線纏繞軌跡是否穩(wěn)定、不滑線。

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