论文部分内容阅读
随着纤维缠绕技术在回转体构件缠绕上日益成熟,各行各业对缠绕制品的需求不断增长,研究非回转体构件的缠绕成型运动轨迹成为纤维缠绕技术的一个重要发展方向。在研究纤维缠绕过程中,存在参数化缠绕和网格化缠绕两种方法。其中,参数化缠绕的研究开展较早,已经在缠绕领域得到广泛应用,而网格化缠绕的研究起步较晚,但是计算机图形处理技术的发展使之有广阔的发展空间。本文以风力发电机叶片这一典型的非回转体构件作为缠绕研究对象,分别采用参数化和网格化两种缠绕方法对叶片进行缠绕成型运动轨迹设计,将这两种缠绕方法进行对比,有助于指导缠绕实践。在叶片参数化缠绕方面,本文阐述了参数化缠绕的测地线、非测地线稳定缠绕理论,并给出了非测地线缠绕下的不滑线、不架空条件。在此基础上,对叶片结构进行适当简化之后,通过建立数学模型得到表面的参数方程,推导了叶片主干的测地线、非测地线微分方程并根据微分方程设计了主干的缠绕线型,在对叶片封头线型的处理上,借鉴主干线型设计思路。在叶片网格化缠绕方面,本文阐述了网格化缠绕的理论基础和实现过程,从几何的角度推导了不滑线、不架空条件。之后,采用本方法对叶片进行了缠绕轨迹设计。对叶片的简化模型表面网格化,提取网格节点信息。将网格节点顺序化之后,根据网格化缠绕的稳定缠绕理论设计落纱点的判定算法,确定网格节点是否可作为落纱点,最终得到缠绕线型。在分别用两种方法设计叶片缠绕线型时,都借助基于Visual C++和OpenGL的仿真程序即时地验证缠绕线型。得到叶片的缠绕线型之后,又分别对缠绕线型进行了后置处理,得到机器运动轨迹并开展了缠绕实验。在本文最后,对这两种方法设计的叶片缠绕成型运动轨迹进行了对比,总结出两者的异同点。