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第1章 引言 1

1.1复合材料应用现状 1

1.2复合材料织造成形工艺及装备 1

1.2.1三维机织方法 2

1.2.2三维编织方法 6

1.2.3缝合方法 9

1.2.4针刺成形、轴棒法和径棒法 12

1.2.5柔性导向三维织造成形方法 17

1.3复合材料织造成形发展趋势 17

第2章 复合材料预制体数字化三维织造成形原理 20

2.1复合材料柔性导向三维织造成形方法及原理 20

2.2复合材料结构件三维织造建模 21

2.2.1直线型三维织造方法建模研究 22

2.2.2曲线型三维织造方法建模研究 30

2.2.3直曲型三维织造方法建模研究 42

2.2.4不同织造方法成形的预制体纤维体积分数试验对比 51

2.3复合材料结构件三维织造尺寸精度控制 56

2.3.1正三角形点阵布局形状逼近误差分析 56

2.3.2正四边形点阵布局形状逼近误差分析 58

2.3.3正六边形点阵布局形状逼近误差分析 62

2.3.4不同点阵布局形状逼近误差对比分析 69

2.4复合材料三维织造防变形原理及方法 69

2.4.1复合材料三维织造结构变形问题机理分析 70

2.4.2导向套受纤维张紧力作用下变形问题建模研究 70

2.4.3导向套与织造纤维一体化约束控形转移方法 72

2.5本章小结 74

第3章 复合材料预制体数字化三维织造成形工艺 76

3.1数字化导向模板 76

3.2纤维织造路径规划算法 77

3.2.1简单截面的纤维织造路径规划 80

3.2.2复杂截面的纤维织造路径规划 81

3.3三维多针织造成形工艺 85

3.3.1同步放纱方法 87

3.3.2张紧力施加方法 87

3.3.3多执行系统协同工艺研究 89

3.3.4预制体轮廓锁紧方法 91

3.4纤维层间压实技术研究 92

3.4.1碳纤维预制体压实试验原理和试验结果分析 93

3.4.2纤维压实模型 100

3.4.3压实回弹分析 106

3.5本章小结 107

第4章 复合材料三维织造参数影响规律研究 109

4.1导向模板与纤维铺缠方式对纤维体积分数的影响规律 109

4.2导向模板与纤维铺缠方式对复合材料力学性能影响计算分析 112

4.3导向模板与纤维铺缠方式对复合材料力学性能影响试验分析 116

4.3.1对复合材料拉伸性能影响规律试验研究 116

4.3.2对复合材料冲击性能影响规律试验研究 117

4.3.3对复合材料层间剪切性能影响试验研究 120

4.3.4对复合材料压缩性能影响试验研究 124

4.4导向套结构对复合材料力学性能影响分析 128

4.5本章小结 133

第5章 复合材料预制体数字化三维织造自动成形装备 134

5.1数字化柔性导向单针织造成形系统与装备 134

5.1.1成形机本体结构设计及优化 135

5.1.2柔性导向三维织造运动系统结构设计及优化 136

5.1.3送丝系统设计开发 138

5.1.4三维织造成形设备控制系统及软件开发 142

5.1.5数字化单针织造成形装备 144

5.2数字化柔性导向多针织造成形系统与装备 145

5.2.1多针织造成形机系统组成 145

5.2.2纤维层致密化压实系统 146

5.2.3多针夹持导向织造系统 147

5.2.4控制系统设计 148

5.2.5数字化多针织造成形装备 150

5.3本章小结 151

第6章 复合材料预制体数字化三维织造成形典型案例 153

6.1基础结构件试制 153

6.1.1方形典型件试制 153

6.1.2三角形典型件试制 154

6.2数控机床Z梁试制 155

6.3叶轮试制 158

6.4工字形样件试制 160

6.5喉衬预制体试制 164

6.6本章小结 167

参考文献 168