复合材料作为一种先进材料,具有非常广阔的发展空间,其将成为各国在当今乃至今后相当长时间里的重要研究领域之一。先进树脂基复合材料是以有机聚合物为基体的纤维增强材料,通常以玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或者芳纶纤维等作为增强体,其综合性能与铝合金相当,它具有高强比、高模比、耐腐蚀、耐高温、耐疲劳、减震性好等优势,在飞机、汽车、风力发电机、管道、压力容器、建材等方面得到了越来越广泛的应用。随着复合材料得到不断地普及应用,相应的成型制造技术及设备也得到了不断地发展。最具代表性的是纤维缠绕/铺放成型技术及其设备的发展,其在很多领域体现出了非常广的应用价值,尤其是在风力发电机、航空航天领域。本文以复合材料纤维束铺放成型技术为研究对象,总结国内外在该领域的研究现状及发展方向,研究设计了一款大型数控龙门纤维丝束铺放成型机。其具有8条纤维束独立铺放的功能。本文的研究内容如下:一.提出数控龙门纤维丝束铺放成型机的研究设计方案,确定一种方案并以此为基础计算出整机各个部件的参数。在CATIA中建立整机各个部件的三维模型,并装配成虚拟样机模型。二.对所设计的整机各个机构进行详细说明,主要包括组成及工作原理。本文主要说明的整机各个机构有龙门装置、机械臂、铺放头装置中的旋转托架装置、导纱装置、冷却装置、夹紧装置、重送装置、剪切装置、压紧装置以及加热装置。三.应用ANSYS Workbench对整机关键部件进行有限元分析,主要包括静力、模态及谐响应分析,在此基础上对整机的强度、刚度、稳定性及可靠性作出评价。四.应用ADAMS对在CATIA中所建立的虚拟样机模型进行运动仿真分析,得到关键部件的运动曲线,评价设计的可行性。机械臂及铺放头是整机的重要机构,本文将重点针对其进行联合运动仿真分析。通过本文的研究设计,可以为缠绕/铺放成型设备的研制提供有用的参考。