CN101811580A - 一种复合材料结构中曲面铺层的下料方法 - Google Patents
一种复合材料结构中曲面铺层的下料方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101811580A CN101811580A CN201010000809A CN201010000809A CN101811580A CN 101811580 A CN101811580 A CN 101811580A CN 201010000809 A CN201010000809 A CN 201010000809A CN 201010000809 A CN201010000809 A CN 201010000809A CN 101811580 A CN101811580 A CN 101811580A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- shop
- shop layer
- width
- strip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
本发明属于复合材料成形领域，涉及一种复合材料结构中曲面铺层的下料方法。本发明是将要铺叠的曲面各个铺层分成条状下料，整个铺层由若干条状子铺层组成，然后在模具表面将每一层的各个条状子铺层拼成完整的铺层。其中条状子铺层的形状是铺叠的曲面上的某两条测地线之间的形状，其中一条边缘上的纤维为连续纤维，在条状子铺层展开成平面时此条纤维为直线。此方法使得复合材料曲面结构的承载更合理，连续纤维分布更均匀。
Description
技术领域
本发明属于复合材料成形领域，涉及一种复合材料结构中曲面铺层的下料方法。
背景技术
目前，对于曲面类的复合材料结构，其下料形状多为等宽的带状，铺叠时按照基准方向在曲面上的投影线为铺叠起始线，在铺叠好第一条铺层后，其余的带状铺层都沿着上一条铺层的边界并行铺叠，直至铺满整个形面。这种方法在平面上是可行的，但对于曲面结构由于外形的影响，相互并排的纤维会渐渐的偏离最初的起始线。在结构的边缘偏离会很大，并且断纤维会集中出现。
发明内容
本发明的目的是提出一种使曲面结构承载更合理，连续纤维分布更均匀的下料方法。本发明的技术解决方案是，
(一)分别定义铺层中的纤维角度的基准方向、定义铺层中条状子铺层的最大宽度Wmax、定义铺层中条状子铺层的最小宽度Wmin、定义铺层中条状子铺层每次增加的宽度ΔW；
(二)做铺层的纤维角度的基准方向的法平面集；
(三)选取铺层中的纤维角度的基准方向法平面与铺层形面的最长交线；
(四)将这个最长交线的一个端点作为第一个起始点；
(五)在这条交线上按定义条状子铺层的最小宽度的距离等距排列点(如果设点的间距为W，那么W＝Wmin)；
(六)以每一个等距排列的点在铺叠曲面内做铺层的纤维角度的基准方向的测地线；
(七)判断按照这些测地线所裁的条状子铺层是否可以展开成平面，可以展开成平面，将排列点的间距增加一个每次增加的宽度值(W＝Wn+ΔW)，返回至上述步骤(五)；不可以展开成平面或大于定义铺层预浸料的最大宽度，将排列点的距离宽度减少一个增加的宽度(W＝Wn-ΔW)，如果初始宽度就不可展，则更改初始宽度；
(八)在这条交线上按照步骤(七)得到的宽度重新等距排列点；
(九)过每一个等距排列的点在铺叠曲面内做铺层纤维角度的基准方向的测地线，即为此角度方向铺层的裁剪线。
所述铺层中的纤维方向与基准方向的角度是-90°～90°。
本发明是将要铺叠的曲面各个铺层分成条状下料，整个铺层由若干条状子铺层组成，然后在模具表面将每一层的各个条状子铺层拼成完整的铺层。其中条状子铺层的形状是铺叠的曲面上的某两条测地线之间的形状，其中一条边缘上的纤维为连续纤维，在条状子铺层展开成平面时此条纤维为直线。此方法使得复合材料曲面结构的承载更合理，连续纤维分布更均匀。
附图说明
图1是本发明实施例一流程图；
图2是本发明实施例一初步划分的0度铺层下料形状示意图；
图3是本发明实施例一最终的0度铺层下料形状示意图；
图4是本发明实施例二流程图；
图5是本发明实施例二初步划分的带角度的铺层的下料边界形状示意图；
图6是本发明实施例二最终的带角度的铺层的下料边界形状示意图。
具体实施方式
(一)分别定义铺层的纤维的角度基准方向、定义条状子铺层的最大宽度Wmax、定义条状子铺层的最小宽度Wmin、定义条状子铺层每次增加的宽度ΔW；
(二)做铺层的纤维的角度基准方向的法平面集；
(三)选取铺层的纤维的角度基准方向法平面与铺层形面的最长交线；
(四)将这个最长交线的一个端点作为第一个起始点；
(五)在这条交线上按条状子铺层的最小宽度的距离等距排列点(如果设点的间距为W，那么W＝Wmin)；
(六)以每一个等距排列的点在铺叠曲面内做铺层的纤维的角度基准方向的测地线；
(七)判断按照这些测地线所裁的区域预浸料是否可以展开成平面，可以展开成平面，将排列点的间距增加一个每次增加的宽度值(W＝Wn+ΔW)，返回至上述步骤(五)；不可以展开成平面或大于定义铺层预浸料的最大宽度，将排列点的距离宽度减少一个增加的宽度(W＝Wn-ΔW)，如果初始宽度就不可展，则更改初始宽度；
(八)在这条交线上按照步骤(七)得到的宽度重新等距排列点；
(九)过每一个等距排列的点在铺叠曲面内做铺层纤维的角度基准方向的测地线，即为此角度方向铺层的裁剪线。
所述的铺层纤维与基准方向的角度是-90°～90°
实施例一
用预浸料制作一复合材料零件，其位于飞机的前段机身，外形是类似锥状台体的简单曲面。
定义0度铺层的下料边界形状：首先将飞机的航向做为0度铺层的基准方向，定定义条状子铺层的最大宽度(Wmax)300mm，定义条状子铺层的最小宽度(Wmin)为10mm，定义条状子铺层每次增加的宽度(ΔW)为10mm。做基准方向的法平面集，以这些法平面去截机身型面，选取交线最长的截面，也就是找到机身型面中最粗的地方。取得这条交线，在这条交线上以一个端点为起始点，按最小宽度(Wmin)为10mm的间距排列基准点。在曲面上以每一个等距排列的点，以航向为基准做测地线。分析按照这些测地线所围成的形状所剪裁的预浸料是否可以展开成平面。经过分析可以展开成平面，那么将基准点的间距增加，增加的宽度(ΔW)为10mm，总间距调至20mm，得到的形状依然可以展开成平面。继续增加基准点的间距，当间距为140mm时，得到的形状不可展开成平面。于是将点的最大间距定为130mm。把此时得到的条状子铺层的曲面边界形状在平面上展开成平面，展开成平面时条状铺层的一条边界为连续纤维并且为直线。这样便得到了0度铺层的下料边界形状。
实施例二
用预浸料制作一复合材料零件，其位于飞机的前段机身，外形是类似锥状台体的简单曲面。
定义45度铺层的下料边界形状：首先将与飞机的航向呈45度的方向定义为铺层的基准方向，定义条状子铺层的最大宽度(Wmax)为300mm，定义条状子铺层的最小宽度(Wmin)为10mm，定义条状子铺层每次增加的宽度(ΔW)为10mm。做基准方向的法平面集，以这些法平面去截机身型面，选取最长的交线，在这条交线上以一个端点为起始点，按最小宽度(Wmin)为10mm的间距排列基准点。在曲面上以每一个等距排列的点，以航向为基准做测地线。分析按照这些测地线所围成的形状所剪裁的预浸料是否可以展开成平面。经过分析可以展开成平面，那么将基准点的间距增加，宽度(ΔW)为10mm，总间距调至20mm，得到的形状依然可以展开成平面。继续增加基准点的间距，当间距为160mm时，得到的形状不可展开成平面。于是将点的最大间距定为150mm。把此时得到的条状铺层的曲面边界形状在平面上展开成平面，展开成平面时条状子铺层的一条边界为连续纤维并且为直线。这样便得到了45度铺层的下料边界形状。
Claims (2)
1.一种复合材料结构中曲面铺层的下料方法，其特征在于：
(一)分别定义铺层的纤维角度的基准方向、定义铺层中条状子铺层的最大宽度、定义铺层中条状子铺层的最小宽度、定义铺层中条状子铺层每次增加的宽度；
(二)做铺层中的纤维角度的基准方向的法平面集；
(三)选取铺层中的纤维角度的基准方向法平面与铺层形面的最长交线；
(四)将这个最长交线的一个端点作为第一个起始点；
(五)在这条交线上按已定义的条状子铺层的最小宽度的距离等距排列点；
(六)以每一个等距排列的点在铺叠曲面内做铺层的纤维角度的基准方向的测地线；
(七)判断按照这些测地线所裁的条状子铺层是否可以展开成平面，可以展开成平面，增加一个每次增加的宽度值，返回至上述步骤(五)；不可以展开成平面或大于定义铺层预浸料的最大宽度，将排列点的距离宽度减少一个增加的宽度，如果初始宽度就不可展，则更改初始宽度；
(八)在这条交线上按照步骤(七)得到的宽度重新等距排列点；
(九)过每一个等距排列的点在铺叠曲面内做铺层纤维角度的基准方向的测地线，即为此角度方向的铺层的裁剪线。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料结构中曲面铺层的下料方法，其特征在于：所述铺层中的纤维方向与基准方向的角度是-90°～90°。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010100008096A CN101811580B (zh) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | 一种复合材料结构中曲面铺层的下料方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010100008096A CN101811580B (zh) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | 一种复合材料结构中曲面铺层的下料方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101811580A true CN101811580A (zh) | 2010-08-25 |
| CN101811580B CN101811580B (zh) | 2012-06-27 |
Family
ID=42618985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010100008096A Active CN101811580B (zh) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | 一种复合材料结构中曲面铺层的下料方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101811580B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103662083A (zh) * | 2012-09-04 | 2014-03-26 | 空中客车运作有限责任公司 | 生产具有设有电导体元件的外壳的飞机结构部件的方法 |
| CN105366073A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-03-02 | 江苏恒神股份有限公司 | 纤维铺缝窗框预制体的制造方法 |
| CN107962830A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-04-27 | 惠阳航空螺旋桨有限责任公司 | 一种碳纤维结构布层裁片的方法 |
| CN108629140A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-10-09 | 华中科技大学 | 一种基于测地线距离的带孔复合材料结构设计优化方法 |
| CN111976168A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-11-24 | 常州启赋安泰复合材料科技有限公司 | 一种复合材料进气道的下料方法 |
| CN112874807A (zh) * | 2019-11-29 | 2021-06-01 | 中国商用飞机有限责任公司 | 一种复合材料c型梁±45°铺层的铺放方法 |
| CN113408105A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-09-17 | 沃飞长空科技(成都)有限公司 | 曲面结构上材料应力状态的确定方法及装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1260056C (zh) * | 2004-03-22 | 2006-06-21 | 张国志 | 设有天然树皮表层的中空腹复合材料型材的拉挤成型方法 |
| CN101168926A (zh) * | 2006-10-27 | 2008-04-30 | 韩楠林 | 一种纤维制品及其制造和应用方法 |
-
2010
- 2010-01-18 CN CN2010100008096A patent/CN101811580B/zh active Active
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103662083A (zh) * | 2012-09-04 | 2014-03-26 | 空中客车运作有限责任公司 | 生产具有设有电导体元件的外壳的飞机结构部件的方法 |
| US9462700B2 (en) | 2012-09-04 | 2016-10-04 | Airbus Operations Gmbh | Method for producing an aircraft structure component having an outer skin provided with electric conductor elements |
| CN105366073A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-03-02 | 江苏恒神股份有限公司 | 纤维铺缝窗框预制体的制造方法 |
| CN105366073B (zh) * | 2015-11-24 | 2017-04-12 | 江苏恒神股份有限公司 | 纤维铺缝窗框预制体的制造方法 |
| CN107962830B (zh) * | 2017-12-15 | 2019-08-23 | 惠阳航空螺旋桨有限责任公司 | 一种碳纤维结构布层裁片的方法 |
| CN107962830A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-04-27 | 惠阳航空螺旋桨有限责任公司 | 一种碳纤维结构布层裁片的方法 |
| CN108629140A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-10-09 | 华中科技大学 | 一种基于测地线距离的带孔复合材料结构设计优化方法 |
| CN108629140B (zh) * | 2018-05-14 | 2020-07-10 | 华中科技大学 | 一种基于测地线距离的带孔复合材料结构设计优化方法 |
| CN112874807A (zh) * | 2019-11-29 | 2021-06-01 | 中国商用飞机有限责任公司 | 一种复合材料c型梁±45°铺层的铺放方法 |
| CN112874807B (zh) * | 2019-11-29 | 2024-03-26 | 中国商用飞机有限责任公司 | 一种复合材料c型梁±45°铺层的铺放方法 |
| CN111976168A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-11-24 | 常州启赋安泰复合材料科技有限公司 | 一种复合材料进气道的下料方法 |
| CN113408105A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-09-17 | 沃飞长空科技(成都)有限公司 | 曲面结构上材料应力状态的确定方法及装置 |
| CN113408105B (zh) * | 2021-05-24 | 2022-10-18 | 沃飞长空科技(成都)有限公司 | 曲面结构上材料应力状态的确定方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101811580B (zh) | 2012-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101811580B (zh) | 一种复合材料结构中曲面铺层的下料方法 | |
| WO2013104852A3 (fr) | Preforme fibreuse d'une aube de turbomachine en materiau composite a plate-forme integree, et son procede de realisation | |
| WO2010077401A3 (en) | Ceramic matrix composite blade having integral platform structures and methods of fabrication | |
| ES2572479T3 (es) | Preforma laminada para una pala de turbina eólica y método para su fabricación | |
| EP2487330A3 (en) | Components with cooling channels and methods of manufacture | |
| EP2149711A3 (en) | Method and system for manufacturing a blade | |
| WO2012071581A3 (en) | Composite cushioning material and jigless method for making the same | |
| CN104843169A (zh) | 复合材料填料 | |
| RU2014132891A (ru) | Усилительный элемент с п-образным сечением из композитного материала, в частности, платформа вентилятора газотурбинного двигателя, и способ его изготовления | |
| RU2015143701A (ru) | Конструкция панели и соответствующий способ | |
| EP2578651A3 (en) | Method for connecting fiber-reinforced intermediate products and structural component with fiber-reinforced intermediate products, as well as method and device for producing an adhesive layer | |
| IN2012DN04970A (zh) | ||
| JP2016030440A (ja) | ファブリックで被覆された一方向のヌードル | |
| WO2012001206A3 (es) | Estructura interna de aeronave en material compuesto | |
| EP3950640A4 (en) | CONTINUOUS CERAMIC FIBER WITH COATING LAYER ATTACHED THERETO AND METHOD OF MAKING THEREOF, AND CERAMIC MATRIX COMPOSITE AND METHOD OF MAKING THESE | |
| CO2018005087A2 (es) | Un producto de toallita que comprende una trama no tejida hidroenredada y tendida en húmedo, la trama no tejida contiene fibras celulósicas combinadas con fibras cortas sintéticas, y método para fabricarla | |
| CN104416923B (zh) | 纤维布的铺设方法 | |
| CN202318495U (zh) | 原态竹材多级密细辊剖展开铣刨机 | |
| CN103753657A (zh) | 一种竹单板集成板材及其生产工艺方法 | |
| CN103612293B (zh) | 一种v形纹理竹木板的制作工艺及其竹木板制品 | |
| CN105818351A (zh) | 曲线式胎面复合预口型 | |
| CN204772936U (zh) | 一种可退缩切坯刀 | |
| MX2018009335A (es) | Un metodo y sistema para la fabricacion de un componente de aspa de turbina de viento. | |
| CN204649082U (zh) | 防弹头盔及其模具组 | |
| CN104416922A (zh) | 纤维布卷的分配和裁剪方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |