Геометрическое моделирование технологических процессов намотки и выкладки конструкций из волокнистых композиционных материалов

• Автор: Битюков, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 05.01.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 332 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

В.1 Композиционные материалы и их типы

В. 2 Место композиционных материалов в промышленности

В. 3 Производство конструкций из композиционных материалов

методами намотки и выкладки

В. 4 Обзор методов геометрического и компьютерного моделирования

процессов намотки и выкладки

В. 5 Постановка задачи исследования

1 ОБЗОР И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НАМОТКИ И ВЫКЛАДКИ
1Л Геометрическая модель процесса намотки
1.2 Расчет угла геодезического отклонения
ГЗУсловие прилегания ленты к поверхности
1.4 Вычислительные формулы для параметров, характеризующих
технологический процесс намотки
Выводы к главе
2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО АППАРАТА ДЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НАМОТКИ И ВЫКЛАДКИ
2.1 Описание класса, рассматриваемых поверхностей
2.2 Явное представление кубического сплайна в виде линейной комбинации В — сплайнов для различных граничных условий
2.3 Методология введения на поверхности системы координат близкой к полугеодезической
2.4 О еще одном способе построения функций и(1,5), УД,5) сколь угодно близких к ипД,5), Уп(1,5)

2.5 Построение функции JVw для количественного определения числа
лент, накрывающих произвольную точку поверхности
Выводы к главе
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НАМОТКИ И ВЫКЛАДКИ И ИХ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
3.1 Геометрическая модель укладки ленты из однонаправленных волокон на поверхность оправки
3.2 Вычислительные формулы для параметров, характеризующих схему укладки ленты в процессе намотки
3.3 О некоторых особенностях моделирования укладки ленты на технологическую оправку
3.4 Намотка по геодезической линии
3.5 Намотка по кривой откоса
3.6 О выборе начальных условий для построения кривой намотки
3.7 Определение закона движения раскладывающей головки намоточного станка по заданному рисунку укладки ленты на технологическую оправку.:
3.8 Геометрическое моделирование технологического процесса выкладки
3.9 Определение закона изменения ширины ленты при намотке
ровницей
Выводы к главе
4 МЕТОДОЛОГИЯЕДИНООБРАЗНОГО ОПИСАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПРАВОК, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ПРОЦЕССАХ НАМОТКИ И ВЫКЛАДКИ
4.1 Методика моделирования поверхностей по точечному каркасу сечений с использованием кубических В - сплайнов
4.2 Аппроксимация поверхностей технологических оправок
поверхностями определяемыми точечными каркасами сечений
4.3 Конструирование технологической части оправки
Выводы к главе
5 ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОСЛОЙНОЙ НАМОТКИ И ВЫКЛАДКИ
5Л Существующая модель учета толщины ленты. Ее анализ и модификация
5.2 Геометрическое моделирование многослойной намотки
5.3 Многослойная выкладка
Выводы к главе
6 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НАМОТКИ И ВЫКЛАДКИ
6.1 Программа GM Winding
6.2 Программа GMSpread
Выводы к главе
7 ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАМОТКИ ЛОНЖЕРОНА СТАБИЛИЗАТОРА ВЕРТОЛЕТА И ВЫКЛАДКИ ВЕНТИЛЯТОРНОЙ ЛОПАТКИ
7.1 Проектирование и изготовление вентиляторной лопатки для перспективного двигателя нового поколения
7.2 Намотка лонжерона стабилизатора вертолета
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

решать различные задачи оптимизации, возникающие при укладке ленты, например, в рамках компьютерной модели решается задача выбора закона изменения ширины ленты, из условия уменьшения зон нахлестов лент.
Реализация работы. Результаты теоретических исследований, выполненных в диссертационной работе, были внедрены на некоторых предприятиях авиационной промышленности в виде методов моделирования поверхностей, применяемых в процессах намотки и выкладки, а так же методов расчета параметров эти процессов. Разработанные компьютерные модели были включены в системы автоматизированной подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ на этих предприятиях.
Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на следующих конференциях:
• VII-Всероссийской конференции по компьютерной геометрии и графике, Нижний Новгород, 1997 год [25];
• Конференции в Зеленограде: «Проблемы методологии и методики применения компьютерных технологий в дисциплинах начертательной геометрии и инженерной графики», 1995 год [105];
• Конференции в Улан-Уде «Роль геометрии в искусственном интеллекте и системах автоматизированного проектирования», 1996 год [106];
• Научно-методический семинар по организации Всероссийского конкурса учащихся и студентов по черчению и компьютерной графике: «Совершенствование учащихся и студентов в области графики, конструирования и стандартизации», 1997 год [107];
• V Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Технологии Microsoft в теории и практике программирования», 2008 год [24].
• II Всероссийской научно-практической студенческой школе-семинаре «Компьютерный инжиринг в промышленности и вузах», посвященной 80-летию МАИ, г. Кременки, «Вятичи», 20-21 ноября, 2009 год [23].