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工艺与制造英文2025

复杂厚壁复合材料结构自动铺纤的铺层面建模与路径规划

Ply Surface Modeling and Path Planning for Automated Fiber Placement of Complex Composite Structures With Large and Variable Thickness

Fuhong Yang, Hong Xiao, Feng Wang, Jiahua Lou, Shuai Wang, Yugang Duan · School of Mechanical Engineering Xi'an Jiaotong University Xi'an Shaanxi China
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期刊 / 来源Polymer Composites
卷/期/页47 / 6 / 5635-5650
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关键词:自动铺纤(AFP)铺层面建模路径规划快速行进法厚壁复合材料铺纤缺陷复杂几何结构

摘要整理

提出了一种铺层面建模与路径规划方法,用于降低厚度大且厚度变化的复杂复合材料结构中的铺纤缺陷。通过数学建模分析了厚度诱发缺陷的机制。基于快速行进法(FMM)开发了一种算法,用于生成厚度大且厚度变化的复杂几何构件的铺层面。该铺层面建模与基于网格的路径规划算法相结合,旨在最小化厚壁和变厚度结构上的缺陷。仿真和实验结果证实了显著的改进效果:在梁式构件上进行的自动铺纤(AFP)试验表明,45°铺层间隙从3.21 mm减小到1.45 mm,满足公差要求,所有褶皱缺陷均被消除。该工作为复杂厚壁复合材料构件的低缺陷AFP制造提供了有效解决方案。

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