2。1。2材料参数 7

2。2铺放原则 8

2。3铺放方案分析 9

2。4总体铺放设备的设计 10

2。5本章小结 12

第三章 纤维铺放装置的设计方案 13

3。1设计方案的提出 13

3。2各模块的设计 13

3。2。1剪切模块 16

3。2。2夹紧模块 18

3。2。3重送模块 21

3。4压紧装置 25

3。5 其余辅助装置 26

3。5。1导向模块 26

3。5。2丝筒组 27

3。5。3集合模块结构设计 28

3。5。4加热模块结构设计 29

3。6本章小结 30

第四章 铺放头与机械手的连接与控制设计 31

4。1机械手的选用 31

4。2机械手与铺丝头接口 32

4。3纤维铺放装置的运动控制 34

4。3。1总运动控制的设计 34

4。3。2铺丝运动控制 35

4。3。3对张紧力、剪切、加热、冷却进行控制 36

4。3。4电机分析与选择 38

4。3。5控制和检测系统清单列表 39

4。4本章小结 39

第五章 结论与展望 40

5。1结论 40

5。2展望 40

致  谢 42

参考文献 43

第一章 绪 论

1。1研究背景和意义

就传统的游艇隔舱板来说，有木质隔舱板和普通金属隔舱板两大类型，这类隔舱板因为材料的固有属性从而受到了一定程度的限制，在强度、刚度、比模量上没有较高的水平，因此，渐渐的地位发生了变化，不是目前的主流。现代制造技术以及材料技术是一个不断发展的动态过程，是不断更新换代的，碳纤维复合材料（CFRPP）的普及程度已经在船舶制造业中日益加强，来势汹汹，呈现出不可阻挡的趋势 [1]。论文网

较传统材料来说，碳纤维复合材料有着其独特的优势，例如：较高的比强度、较高的比模量、可设计性强以及轻质高强等的优势特点，开始在制造业中越来越受欢迎，且逐渐普及起来。因此在游艇的设计选材阶段上，人们也是越来越多的采用碳纤维复合材料，同时加上计算机科学技术发展以及有限元分析方法的不断进步发展，整船的有限元计算已经不是梦想，成为一种实现的可能[2]。相比较而言，仅仅只是依靠经验算法进行的分析与计算远远不如有限元计算有优势，通过有限元来进行计算并完成设计，进而对整船的强度进行分析技术方法，相比较传统技术，出现的误差更低、更加准确、更具优势。

CFRP即碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic )的缩写表示，该材料有很明显的强度以及刚度优势，与传统的铝合金材料相比较，它的优势显而易见，具有更高的强度[3]。PAN 系、沥青系是碳纤维增强复合材料的两大类分类。 就目前来说， 使用的CFRP大多是由多树脂与股连续纤维经过胶合后，再经过一系列的拉拔成型和挤压而得到的，在很多工程中使用很广泛。在现代化的建造业中，CFRP使用面也是很广泛的，在很多工程中常常可以见到。其应用方面包括：在路段维修方面、桥梁加固方面、以及各类工民建工程方面等中的应用。然而，传统的普通结构件如果在长时间的疲劳积累的情况下，很容易出现一系列的问题，如结构出现破坏等问题。但是，如果想很好地克服和解决上述缺陷，那么采用碳纤维复合材料结构件替代是很不错的选择。利用碳纤维结构件进行加固和维修，代替传统的普通结构件成为更好的选择，因此，碳纤维复合材料结构件也自然而然地成为了现代工程技术中常用的技术方法。不单单如此，在赛车、航空、体育用品、军事等领域，碳纤维结构件被经常广泛应用，成为极具优势的选择[4]。