摘要：针对层叠碳布加工生产的现状及应用需求,结合碳纤维性质和加工形式造成的碳纤维断线问题,进行层叠碳布加工设备的改造设计。通过改变缝纫机缝针结构和运动方式,采用双针系统并配以松线辅助机构,明确各执行构件之间的相互配合关系,绘制相对应的运动循环图,并对改进机构进行三维建模、装配,对执行构件进行运动学分析。结果表明:改进后的层叠碳布加工设备解决了缝制过程中的断线问题,且双针机构在内外针不断交替的过程中缝纫变得更加平滑,缝纫效率提高了10%左右。认为:改进的双针机构与松线辅助机构能够实现降低断线率和提升层叠碳布生产效率的目的。

摘要：针对层叠碳布射流穿刺机理进行了研究,提出一种基于有限元分析的射流穿刺碳纤维预制体的性能分析方法。该方法对水射流冲击碳布的物理过程进行分析,基于流体力学中的有限元分析软件Fluent与碳纤维布成型软件TexGen,分别对水射流场和碳布进行有限元建模。将水射流刺入层叠碳布层间,评估碳纤维布的性能,增强碳纤维预制体层间强度。为了验证所提仿真理论的正确性,使用CFD流固耦合分析技术对射流穿刺碳布进行测试。基于Ansys网格划分后的实验结果表明,在水射流冲击碳布的过程中,射流速度在碳布中逐层递减,射流打击力逐层减小。同时碳布变形也不断减弱,仿真与理论分析的结果一致。