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肖军(负责人)--大型复合材料预制件铺放中纤维形态形成机制与精准调控原理研究
2013-09-29 07:59 ?

??? 揭示时变性预浸料在热、力耦合作用下的粘塑性行为规律,阐明大型铺放预制件层间粘合界面缺陷形成与演化机理,建立铺放质量对铺放工艺的敏度关系模型,构建基于位姿反馈的铺放装备协调运动控制方法,发展自动铺放装备新原理,为大型复合材料预制件高质高效制造提供理论和技术支撑。

研究内容:

(1)时变性预浸料在多场作用下粘塑性行为及其调控策略

??? 研究预浸料粘性随温度、压力、时间的变化规律,揭示预浸料形性变化机制,建立时变性预浸料在多场耦合作用下粘塑性变形模型,制定基于不同失效模式的破坏判据,阐明预浸料性能的变化规律和铺放层间预浸料粘合机理,研究纤维细观形态主动调控策略,为工艺制定奠定基础。

(2)非完整接触状态下的多层铺放缺陷形成机理及铺放轨迹协调性规划

??? 研究模具强几何约束下,预浸料在铺放末端执行器非完整触压及运动热压作用下的变形机制,揭示大型预制件层间粘合界面脱离、褶皱和横向撕裂等产生机理,提出考虑预制件几何形状、纤维转向曲率半径、预浸料宽度和运动可实现性等因素的复合材料预制件可铺放性分析方法,建立协调缺陷抑制与可铺放性的铺放运动与轨迹规划方法。

(3)铺放质量的工艺敏度分析与纤维形态精准控制

??? 揭示铺放质量与预浸料特性、预制件几何特征、装备驱动单元动态响应特性及操作精度等因素的敏度关系,建立基于多约束的末端执行器可操作性模型,制定非完整接触状态下末端执行器可操作性的评价指标,进行高效铺放工艺优化,实现纤维形态的精准控制。

(4)高质高效自动铺放装备原理与技术

??? 设计面向高效制造的新型末端执行器与自动铺放装备新构型,研究铺放装备多轴运动控制方法,制定基于铺放位姿状态反馈的大惯量铺放装备多轴协调运动控制策略,为实现高速高精度复杂曲面铺放奠定装备基础。

承担单位: 南京航空航天大学、上海飞机制造有限公司

课题负责人:肖军教授

学术骨干: 李勇,赵东标,张冬梅,文立伟

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