碳纤维复合材料构件装配间隙数字化评估

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:looen01
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)因具有比强度高、重量轻、比刚度大等一系列优点,其应用的领域遍布于火箭、宇航及航空等尖端科学技术领域。作为汽车轻量化材料之一,碳纤维复合材料在实现车身轻量化,提高整车强度等方面有着巨大的优势,其应用也主要在汽车的承力构件当中。由于CFRP从制造到装配的过程中容易出现固化变形、加工变形以及装配变形等问题,会在汽车零部件的连接界面处产生不相贴合区域,出现装配间隙,从而导致构件承载能力下降,连接质量难以保证。采用垫片补偿方法是消除装配间隙、提高构件连接强度和刚度的有效连接装配技术之一,但是如何精准快速测量装配间隙并获取补偿垫片完成间隙填补工作还存在一定的难度和挑战。针对上述问题,本文以数字化测量技术为支撑,系统地研究了装配间隙精准快速测量技术,并快速地获取了实际间隙补偿垫片,为复合材料构件高效率、高质量的连接装配提供技术基础。主要研究内容如下:  首先,介绍了常用的点云数据格式,并综合其优缺点,确定了软件系统的点云数据输入格式,重点研究了点云数据滤波、点云法向量估算、点云坐标三维变换以及点云配准等算法基本原理,并将以上算法在所开发的软件系统中实现,用于完成点云预处理工作。  介绍了本文所使用的点云数据模型的采集方法。由于传统方法测量复合材料构件装配产生的不相贴合区域形状时存在精度低、耗时长且内部区域难以测量等问题,提出了一种基于点云数据的复合材料构件装配间隙评估方法。分析了复合材料刚性构件和柔性构件在实际装配过程中间隙三维形状的差异性,提出了采取有限元仿真与数字化测量技术相结合的方法来对复合材料柔性构件装配间隙完成评估,并开展了复合材料加载变形实验,通过实验结果与仿真结果对比,验证了有限元仿真模型的有效性,得到了柔性构件装配状态下的表面形状。  基于所提出的间隙评估方法,开发并实现了一个全新的复合材料构件装配间隙评估软件系统,该软件主要是对通过设备采集而获取的点云数据进行计算处理,最后输出两种模型文件:单元网格模型(INP文件)和三维间隙模型(STL文件)。  最后,通过制造封闭复杂的装配间隙来检验所开发软件系统的测量正确性,并验证了本文所提出的间隙评估方法是有效合理的。
其他文献
近年来,随着经济的快速发展,我国的海洋环境污染事日益严重。其中,由于石油产品大量的流入而引起的海洋污染已成为我国面临的最严重的环境问题之一。水面浮油的高效吸附回收方法
流量测量与工农业生产密切相关,工农业生产是流量测量应用的一大领域。流量计作为一种流体流量测量仪器,准确可靠的测量对于保证产品质量﹑提高生产效率有着非常重要的作用。1990年以来我国天然气能源开发和使用迅速发展,超声波流量计的出现引起了流量测量领域的关注。超声波流量计具有非接触测量、计量准确、运行稳定可靠等优点,是一种非常理想的节能型流量计。气体超声波流量计由于可动部件少、结构简单、适合中大口径的流
随着虚拟技术、云计算、物联网、云制造等新型技术以及高速切削和精密加工技术的迅速发展,先进制造技术对数控系统提出更高要求。为了满足先进制造技术的需求,本文综合运用多种
由于塔式起重机在工作幅度、起升高度、效率等方面具有显著优势,因此广泛应用于建筑工程,其安全性问题不容忽视。螺纹连接在机械工业生产中应用广泛,可作为一种可拆卸的固定连接,结构简单,拆卸方便,是塔式起重机的塔身标准节采用的主要连接方式之一。在实际工程应用中有多种因素会影响螺纹连接的稳定性,例如螺纹牙的选择、螺距的选取、载荷的方向、载荷的幅值等等。螺栓联接的主要失效形式就是自松弛,其导致螺纹副部分的应力
高速电梯由于运行速度快,必然会带来振动强烈的问题,故高速电梯的振动响应分析在设计、制造和安装的各个环节占据着举足轻重的地位。而由于轿厢系统各设计参数在制造和安装过
在高温、高压及定向井中,油管柱受到较大的温度载荷、轴向载荷、内外压及弯曲等载荷,其中油管接头是整个油管柱最薄弱的部分。为了避免特殊螺纹接头出现应力集中而导致接头发
作为一种绿色高效的新型分离技术,超滤在膜分离领域具有广阔前景。然而,膜污染依然是制约其应用效率的瓶颈。针对此问题,本论文的主要研究内容包含以下两个方面:  (1)研究二维
随着社会经济的发展,为满足民众的日常生活需求,国家大力支持基础设施的建设.公路工程作为最为基础的公共设施,迎来了新的建设高潮.在公路工程的建设过程中,公路路基路面的压
本课题采用有限元分析软件ANSYS从静力学方面计算了缠绕角度、缠绕厚度、内衬厚度对内衬PVDF热塑层的玻璃纤维增强管弯曲性能的影响。分别运用最大应力准则和Tsai-Wu准则对管
经济的发展,城镇化进程的加快,促进道路桥梁建设项目的增多.道路与桥梁工程是我国交通建设的重要组成部分,能够为人们的日常生活提供便利,所以工作人员应加强对质量检测的研