玻璃纤维缠绕运动成型仿真研究

论文摘要

目前,拉丝机作为玻璃纤维生产、卷装成型的关键设备,其技术改进工作日渐突出。本文主要对影响玻璃纤维缠绕运动成型的几个关键因素进行分析,并编写仿真软件模拟,为实际生产提供技术支持,可以提高生产率,降低成本。首先,分析临界转速的存在对玻纤缠绕运动成型的影响。如果拉丝机工作中存在临界转速,将导致机头的振动过大,直接影响玻纤缠绕的稳定,限制高品质细纱的生产,因此本文对不同工况及刚度变化下拉丝机机头的临界转速变化情况进行了分析,给出危险转速区间,确保机头工作转速避开临界转速范围,为拉丝机结构改进以适应高速化发展提供基础。其次,分析绕丝筒接触变形对玻纤缠绕运动成型的影响。玻纤缠绕在由机头带动旋转的绕丝筒上,为保证其卷装成型稳定,主要对机头与绕丝筒进行接触分析,计算该条件下绕丝筒的径向变形,得到适合生产的玻纤号数,避免出现缠绕乱丝现象。最后,分析卷装成型参数的影响及缠绕成型公式推导,建立数学模型。利用VB6.0编写程序进行二维平面运动仿真,得到端面换向点分布及展开面玻纤缠绕分布,并通过对比,验证仿真结果的正确性;尝试通过三维的图形显示,对玻纤缠绕过程进行仿真,为实际生产提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题提出
• 1.2 研究背景
• 1.3 玻璃纤维的应用发展
• 1.4 国内外玻纤缠绕运动研究现状
• 1.5 计算机运动仿真
• 1.6 主要研究及内容安排
• 第二章 机头的临界转速计算
• 2.1 本章引言
• 2.2 卷装成型要求
• 2.3 传递矩阵法简介
• 2.4 主轴的临界转速计算
• 2.5 机头的临界转速分析
• 2.5.1 条件1：考虑机头的质量与截面惯性矩，以及涨块质量
• 2.5.2 条件2：将带有玻纤（40Kg）质量均布在整个机头上
• 2.6 本章小结
• 第三章 机头接触变形分析
• 3.1 本章引言
• 3.2 ANSYS 接触介绍
• 3.3 绕丝筒接触变形计算
• 3.3.1 机头工作转速下的变形
• 3.3.2 机头与涨块接触分析
• 3.3.3 含绕丝筒的接触分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 缠绕过程分析
• 4.1 本章引言
• 4.2 卷装存在的问题
• 4.2.1 卷绕比的影响
• 4.2.2 重叠现象分析
• 4.2.3 凸边现象分析
• 4.3 缠绕分段计算与短程线
• 4.4 卷装稳定性条件
• 4.5 部分缠绕参数推导
• 4.5.1 螺距
• 4.5.2 层厚
• 4.5.3 卷绕比
• 4.6 缠绕运动的分析
• 4.6.1 简化模型
• 4.6.2 换向折回曲线分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 缠绕运动成型仿真研究
• 5.1 仿真软件介绍
• 5.1.1 VB 的发展概况
• 5.1.2 其它软件介绍
• 5.2 仿真模型建立
• 5.3 二维缠绕仿真
• 5.3.1 仿真公式推导
• 5.3.2 仿真模拟
• 5.4 三维仿真探讨
• 5.4.1 仿真公式推导
• 5.4.2 仿真模拟
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文主要结论
• 6.2 进一步研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文