复合材料是用特定的方法将两种或两种以上不同性质的材料组合在一起而构成的一种新型材料。复合材料与传统金属材料相比,具有重量轻、强度高、加工效率高、易整体成形等突出的特点。 纤维缠绕复合材料成形的设备已在许多领域广泛应用,但目前纤维缠绕技术主要集中在回转体产品的缠绕上,相应的成型设备很多,而特殊要求的非回转体缠绕技术还处在新生阶段,相应的设备也较少,但由于它在复合材料特种加工能方面的优势,其应用前景必将越来越广阔。 本文以某型直升机尾桨叶片加工设备为基础,完成了以下工作:一、分析了复合材料的特性、加工工艺以及常用复合材料加工设备的特点和加工技术的发展史,对复合材料加工技术的发展趋势进行预测。二、针对叶片结构的分析,提出以非回转体缠绕方法进行加工;对非回转体缠绕规律进行理论分析,建立了非回转体环向缠绕的运动及受力的数学模型。三、根据非回转体环向缠绕理论及叶片产品的具体要求,分析缠绕工艺,建立了张力控制系统的数学模型。四、讨论了张力控制系统的构成原理,设计了以可编程控制器控制的交流伺服系统,实现该设备的可控非回转体环向缠绕运动;设计了以永磁式直流磁粉制动器、压力传感器及张力控制器为执行元件的张力控制系统,它能够实时、在线地检测和调整缠绕过程中预浸料的张力;计算出张力控制系统的传递函数,设计了积分分离数字PID张力控制算法对系统各个参数进行调整。五、采用RS232通讯协议完成上位机和下位机之间的通讯,完成数据采集系统的设计及张力控制软件的编制。六、设计实验装置,对系统进行模拟、仿真。