黑龙江省自然科学基金(E201301)
- 作品数：18 被引量：38H指数：4
- 相关作者：许家忠尤波杨海袁亚男李强更多>>
- 相关机构：哈尔滨理工大学中国船舶重工集团公司第703研究所哈尔滨工业大学更多>>
- 发文基金：黑龙江省自然科学基金国家自然科学基金哈尔滨市科技创新人才研究专项资金更多>>
- 相关领域：一般工业技术自动化与计算机技术化学工程机械工程更多>>
- 复合材料基镂空网壳结构的建模与仿真
- 2017年
- 为进一步挖掘复合材料构件的轻量化和成型形态等结构特性,提出了突破传统满铺结构的曲面镂空等厚度网壳构件的数学模型,并对其成型表面的形态和效果进行了实验验证.运用三维空间曲面映射法建立笛卡尔参数坐标系,在单位球面上建立并推导了网壳构件曲面测地线弧及测地线交角的高斯第I基本型模型,利用MATLAB对该模型的正交编织算例进行了仿真和构型验证.结果表明:除仿真构件边缘平齐一致性不足外,该仿真构型与预期结果构型轮廓相符.为进一步验证该模型用于实际生产制造的可行性,采用预浸纤维复合材料带为基材,经编织、固化生产出该模型的5×5网壳结构成品试件.该研究为复合材料壳体超轻化且低成本结构成型提供了新思路,可为网壳类结构制件的支撑筋/骨架设计提供建模新方法.
- 张福生许家忠张思博李红强
- 关键词：复合材料测地线网壳结构数学建模MATLAB仿真
- 玻璃钢管道相贯线机器人铣削轨迹规划
- 2018年
- 针对目前玻璃钢管相贯线开孔工艺中存在的管道型号繁多、手工不易加工以及普通铣削机床适应性较差等问题,利用机器人的高度灵活性、适用范围广和自动化程度高等柔性特征,研究了机器人铣削玻璃钢管道相贯线的轨迹规划。迹建立了管道相贯线的坡口模型,计算出每个轨迹点的铣削厚度;基于机器人逆运动学,对机器人的空间连续运动轨迹进行了规划;设计了机器人铣削工作站运行该轨迹;最后对工作站的铣削性能进行了实验验证。实验结果表明,坡口表面光滑平整,该机器人工作站连续性好,自动化程度高,能够很好地完成玻璃钢管相贯线的铣削工作。
- 尤波邹宇许家忠
- 关键词：玻璃钢管道机器人
- 复合材料管道连续编织–缠绕–拉挤工艺研究被引量：9
- 2015年
- 提出一种连续编织–缠绕–拉挤工艺,通过分析拉挤前后复合材料管道的几何结构,得出编织层纱束与缠绕层纱束在经过拉挤成型模具前后线型的变化关系,给出满足制品各层纤维均匀受力的编织–缠绕–拉挤工艺的线型设计要求;考虑缠绕层、编织层进入拉挤成型模具前后的线型变化关系和管道的设计要求,分别设计缠绕线型和编织线型;按设计的线型试制多种规格的复合材料管道,通过对比分析理论纱束角度与实际测量值,发现同一直径的管道,编织角的误差小于缠绕角的误差,两者均控制在1.5o以内,角度误差率均小于3%,且误差均随管道厚度的增大而减小,管道直径越大,编织角与缠绕角越接近实际值。通过分析管道试件的超声波扫描图,管道无明显缺陷,纱束间无明显细缝,证明设计的纱束线型变化合理。
- 许家忠李强高良超张思博
- 基于参数化设计的纤维缠绕方法及应用被引量：1
- 2016年
- 为了使回转体制品的纤维缠绕线型设计更加简便,提出一种基于参数化设计的纤维缠绕方法,对圆管、容器等回转体制品的线型工艺进行参数化设计。该方法以缠绕理论为核心,将芯模的几何尺寸与缠绕工艺参数进行参数化处理并在设计线型的过程中根据纤维均匀布满的条件对缠绕角进行修正,根据修正后的缠绕角对线型进行设计即输入芯模的几何参数与缠绕工艺参数便可对芯模的缠绕轨迹进行计算。利用VS2010开发环境对该方法进行缠绕软件的实现,经过机器人对软件输出的缠绕代码进行缠绕实验,验证了回转体芯模参数化设计方法的可行性、便捷性及实用性。
- 许家忠贾春明张思博
- 关键词：复合材料纤维缠绕参数化
- 树脂基复合材料内外协同固化工艺仿真与分析被引量：1
- 2015年
- 在采用传统内固化工艺对厚壁壳体成型时,内层温度往往不足以满足其固化要求或者加热时间过长,因此通常采用多次缠绕多次固化的成型工艺,耗能高、效率低,不但大大提高了成本,也难以保证产品质量。因此本文提出了内外协同固化新工艺并介绍其原理,建立纤维树脂复合材料厚壁壳体内外协同固化过程的传热模型和固化动力学模型,通过有限元软件ANSYS和APDL语言开发内外协同固化过程数值模拟程序,实现了厚壁壳体内外协同固化过程中温度和固化度的分布及其变化规律的数值模拟研究。对新工艺的数值模拟结果表明,随着外温和预热温度的不断增大,中心节点的温度、固化度和应变波动较大;厚壁壳体内外协同固化的时间很短,是传统固化时间的1/3。
- 许家忠李爽乔明尤波
- 关键词：数值模拟
- 玻璃钢管体螺纹磨削机器人控制策略研究被引量：3
- 2016年
- 针对玻璃钢管体螺纹磨削机器人作业时对力和位置控制的要求,建立了机器人动力学约束模型,通过对磨削力的建模与分析,采用基于自适应算法的阻抗控制方式。该方法基于机器人和工作对象之间相互作用的分析,实时校正力的参考值,保证机械臂末端的实际作用力能够稳定跟踪期望的磨削作用力。这种方法对因外界环境等未知因素而产生的扰动和误差具有良好的鲁棒性,而且计算量小。基于上述方法,建立机械臂系统的动力学控制器。通过磨削仿真证明该方法具有良好的稳定性,能够满足并符合对机器人实时控制的要求。
- 尤波苗壮许家忠乔明李强
- 关键词：机器人阻抗控制螺纹
- 复合材料气瓶内加热固化成型方法及数值模拟研究被引量：2
- 2014年
- 采用有限元方法对由玻璃纤维增强环氧树脂复合材料和金属内衬组成的复合材料气瓶内固化成型工艺进行研究,利用ANSYS仿真软件开发了复合材料气瓶内固化过程的仿真程序,实现复合气瓶固化过程温度和固化度变化规律的数值模拟研究。结果表明,数值模拟与实际实验数据较吻合,算法准确有效;复合材料气瓶固化时的温度是由复合材料内层至外层逐渐传递的,固化时的峰值温度由内向外逐渐提高,气瓶也是逐层固化的,而且固化时间是由内向外逐渐变短。根据模拟结果分析了金属内衬材质、环境温度和复合材料厚度对温度和固化度变化规律的影响。结果表明,环境温度越高,固化时达到峰值温度的时间越早且峰值温度越低,开始固化的时间越早;复合材料越厚,达到峰值温度的时间越晚且峰值温度越高,开始固化的时间越晚;金属内衬材质对薄壁内衬的复合材料气瓶影响微小。
- 陈海燕杨海于立英许家忠
- 关键词：ANSYS数值模拟
- 干纤维增强橡胶膨胀节缠绕线型设计及仿真被引量：2
- 2016年
- 橡胶膨胀节作为一种能自由伸缩的弹性补偿元件,相比较于目前国内使用的金属膨胀节具有良好的耐腐蚀性能、较高的冲击强度和优异的减振降噪特性等优点,主要应用于大型管道输送。传统的橡胶膨胀节采用橡胶帘子布手动或半自动缠绕/铺放成型,效率低且在受压时纤维无法优化方向,起不到很好的承压作用。采用干纤维增强橡胶膨胀节可充分发挥纤维作用,而且能实现自动化缠绕成型,提高效率、质量、产品一致性。本文分析干纤维缠绕成型原理,结合网格理论和薄膜理论计算等张力模型方程,根据方程建立回转体单波纹等张力膨胀节模型,并采用数值模拟技术确定回转体表面纤维缠绕的测地线路径,最后根据设计的缠绕线型进行仿真验证。
- 尤波王燕许家忠张希
- 对称玻璃钢大锥环内固化成型研究及数值模拟被引量：1
- 2016年
- 采用有限元方法对复合材料对称玻璃钢大锥环内固化成型进行研究,基于ANSYS仿真软件编写了对称玻璃钢大锥环内固化过程仿真程序,实现玻璃钢大锥环内固化过程温度和固化度变化的数值模拟。结果表明,数值模拟得到的结果符合内固化变化规律;贴近实验数据,模拟准确有效;根据仿真结果得到了玻璃钢大锥环内固化温度变化规律、固化峰值温度随厚度变化规律及锥环不同厚度固化度的变化规律,分析了600~660MW汽轮发电机的玻璃钢大锥环采用内固化工艺能达到完全固化的厚度范围。该研究为玻璃钢大锥环实现高效、低成本成型提供了新方法。
- 陈海燕张希许家忠王燕
- 关键词：ANSYS模拟
- 纤维缠绕机器人离线编程及应用
- 2018年
- 研究了缠绕轨迹网格后处理算法以及机器人运动控制理论,建立基于Matlab和ADAMS的机器人缠绕离线编程及仿真平台。此平台具有针对等距离、等高面、等悬纱长度三种不同出纱方式进行机器人缠绕轨迹CAD设计,并自动生成机器人缠绕执行指令文件的功能;同时借助此平台能实现对缠绕过程的动画仿真与运动曲线分析,达到优化缠绕轨迹的目的。进行了弯管缠绕的仿真实验与物理实验,实验结果表明:此平台可靠实用,缠绕轨迹后处理方便准确,仿真效果理想,能有效的缩短机器人缠绕轨迹开发周期,减少物理实验的次数,降低研发成本。
- 许家忠孙栋杨海刘美军
- 关键词：离线编程计算机仿真
