纖維纏繞技術(shù)
關(guān)注創(chuàng)建者：晉源貔貅 創(chuàng)建時間：2018-08-24
纖維纏繞技術(shù)的視頻教程
ABAQUS-纖維纏繞模擬
本案例基于ABAQUS/Standard模擬了鋼纖維在軸上的纏繞過程，軸采用剛體面建模，纖維采用 B31 單元。定義了纖維材料彈性和塑性參數(shù)，給定軸的轉(zhuǎn)動速度和移動速度。軸參考點(diǎn)與纖維一端點(diǎn)建立 Beam connector，實(shí)現(xiàn)纖維在軸上的纏繞。
￥10 18分鐘 559播放
查看
ANSYS纖維纏繞復(fù)合材料內(nèi)壓管道分析
通過本案例的學(xué)習(xí)，熟悉ANSYS分析復(fù)合材料的一般方法和步驟；熟悉SHELL181單元分析層狀復(fù)合材料的技術(shù)，掌握SHELL181單元設(shè)置及截面定義方法；熟悉復(fù)合材料結(jié)果后處理，掌握提取每一層分析結(jié)果的方法。
￥10 8分鐘 77播放
查看
纖維纏繞技術(shù)的實(shí)例教程
引言
纖維纏繞技術(shù)是將浸過樹脂膠液的連續(xù)纖維或布帶，按照一定規(guī)律纏繞到芯模上，然后固化、脫模獲得制品的工藝過程。根據(jù)纖維纏繞成型時樹脂基體的物理化學(xué)狀態(tài)不同，分為干法纏繞、濕法纏繞和半干法纏繞三種。三種纏繞方法中，以濕法纏繞應(yīng)用最為普遍；干法纏繞僅用于高性能、高精度的尖端技術(shù)領(lǐng)域。
我國的纖維纏繞技術(shù)歷經(jīng)半個多世紀(jì)的發(fā)展，從無到有、從小到大，伴隨著我國航空航天和國防事業(yè)的發(fā)展而不斷壯大。
2. 纖維纏繞技術(shù)的誕生
20世紀(jì)60年代初，根據(jù)國家軍工配套和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,哈爾濱玻璃鋼研究院有限公司（原哈爾濱玻璃鋼研究所）、北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司（原北京251廠）分別開展了纖維纏繞技術(shù)的研究。
哈爾濱玻璃鋼研究院于1964年提出螺旋纖維纏繞基本規(guī)律（即切點(diǎn)法），并給出了這一規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即纏繞速比計(jì)算；在國內(nèi)首次提出封頭曲面上的纖維軌跡位于一個平面內(nèi)，順利解決了封頭曲面纖維纏繞中心角的計(jì)算問題，為纏繞機(jī)的設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，依據(jù)這個規(guī)律，哈玻院設(shè)計(jì)制造了機(jī)械式纏繞機(jī)，如圖1所示。利用這些設(shè)備,研制出若干類型壓力容器,實(shí)現(xiàn)了我國纖維纏繞工藝的機(jī)械化。同時，在纏繞制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料選擇及防滲內(nèi)襯等工藝技術(shù)關(guān)鍵問題方面都取得了突破性進(jìn)展。北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司1964年實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)線（當(dāng)時稱“北極星纏繞”）纏繞（即標(biāo)準(zhǔn)線法），歸納總結(jié)出纏繞規(guī)律的通用公式，建立了測地線纏繞規(guī)律運(yùn)動方程，描述了一個線型中各量之間的關(guān)系。
到1965年，我國已完全掌握了螺旋纏繞的基本規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了全機(jī)械化螺旋纏繞。中國纖維纏繞技術(shù)于20世紀(jì)60年代初正式誕生。
圖1 哈玻院研制的纏繞機(jī)
3. 纖維纏繞技術(shù)的發(fā)展
在20世紀(jì)70年代至90年代末的20多年間，我國對纖維纏繞技術(shù)進(jìn)行了全面研究。
展開 引言
纖維纏繞技術(shù)是將浸過樹脂膠液的連續(xù)纖維或布帶，按照一定規(guī)律纏繞到芯模上，然后固化、脫模獲得制品的工藝過程。根據(jù)纖維纏繞成型時樹脂基體的物理化學(xué)狀態(tài)不同，分為干法纏繞、濕法纏繞和半干法纏繞三種。三種纏繞方法中，以濕法纏繞應(yīng)用最為普遍；干法纏繞僅用于高性能、高精度的尖端技術(shù)領(lǐng)域。
我國的纖維纏繞技術(shù)歷經(jīng)半個多世紀(jì)的發(fā)展，從無到有、從小到大，伴隨著我國航空航天和國防事業(yè)的發(fā)展而不斷壯大。
2. 纖維纏繞技術(shù)的誕生
20世紀(jì)60年代初，根據(jù)國家軍工配套和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,哈爾濱玻璃鋼研究院有限公司（原哈爾濱玻璃鋼研究所）、北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司（原北京251廠）分別開展了纖維纏繞技術(shù)的研究。
哈爾濱玻璃鋼研究院于1964年提出螺旋纖維纏繞基本規(guī)律（即切點(diǎn)法），并給出了這一規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即纏繞速比計(jì)算；在國內(nèi)首次提出封頭曲面上的纖維軌跡位于一個平面內(nèi)，順利解決了封頭曲面纖維纏繞中心角的計(jì)算問題，為纏繞機(jī)的設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，依據(jù)這個規(guī)律，哈玻院設(shè)計(jì)制造了機(jī)械式纏繞機(jī)，如圖1所示。利用這些設(shè)備,研制出若干類型壓力容器,實(shí)現(xiàn)了我國纖維纏繞工藝的機(jī)械化。同時，在纏繞制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料選擇及防滲內(nèi)襯等工藝技術(shù)關(guān)鍵問題方面都取得了突破性進(jìn)展。北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司1964年實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)線（當(dāng)時稱“北極星纏繞”）纏繞（即標(biāo)準(zhǔn)線法），歸納總結(jié)出纏繞規(guī)律的通用公式，建立了測地線纏繞規(guī)律運(yùn)動方程，描述了一個線型中各量之間的關(guān)系。
到1965年，我國已完全掌握了螺旋纏繞的基本規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了全機(jī)械化螺旋纏繞。中國纖維纏繞技術(shù)于20世紀(jì)60年代初正式誕生。
圖1 哈玻院研制的纏繞機(jī)
3. 纖維纏繞技術(shù)的發(fā)展
在20世紀(jì)70年代至90年代末的20多年間，我國對纖維纏繞技術(shù)進(jìn)行了全面研究。
展開 而氫燃料電池汽車的關(guān)鍵部件之一便是高壓儲氫氣瓶，它的技術(shù)水平直接影響著汽車的續(xù)航能力。
1.2 庭田科技與某新媒體平臺的合作
庭田科技作為Cadfil在中國的總代理，始終致力于為國內(nèi)企業(yè)提供最先進(jìn)的氫能相關(guān)技術(shù)。近期，庭田科技與某新媒體平臺達(dá)成合作，共同推廣和普及基于Cadfil軟件的儲氫高壓復(fù)合材料氣瓶纖維纏繞技術(shù)。為了讓更多行業(yè)內(nèi)人士了解并掌握這一技術(shù)，庭田科技將與某新媒體臺共同舉辦線上公開課。
1.3 課程內(nèi)容介紹
庭田科技邀請到了Cadfil軟件專家（高級攻城獅）為大家講解這一技術(shù)。在這次公開課中，Cadfil軟件專家將為大家詳細(xì)介紹IV型高壓儲氫氣瓶的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用，以及如何利用Cadfil軟件進(jìn)行氣瓶纖維纏繞仿真。課程內(nèi)容將涵蓋以下幾個方面：
1）IV型高壓儲氫氣瓶的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
2）纖維纏繞技術(shù)在儲氫氣瓶上的應(yīng)用
3）Cadfil纖維纏繞軟件的功能及應(yīng)用領(lǐng)域
4）基于Cadfil軟件的氣瓶纖維纏繞仿真實(shí)例演示
圖一 典型IV型高壓儲氣瓶結(jié)構(gòu)示意圖
1.4 課程收益與合作展望
參與這次線上公開課的企業(yè)和個人將在Cadfil軟件專家的指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)到實(shí)用的纖維纏繞技術(shù)和Cadfil軟件操作技巧，深入了解纖維纏繞技術(shù)在高壓儲氫氣瓶制造中的關(guān)鍵作用，以及如何利用Cadfil軟件進(jìn)行高效、精確的纏繞仿真，更好地掌握IV型高壓儲氫氣瓶的設(shè)計(jì)與制造技巧，這將有助于提高企業(yè)在氫能產(chǎn)業(yè)的競爭力，為氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大技術(shù)支持。
展開 在設(shè)計(jì)雙S彎噴管時，必須提前通過工藝設(shè)計(jì)仿真工具（CAD/CAM）創(chuàng)建準(zhǔn)確的纖維放置和纏繞軌跡。然而，對于非軸對稱的纏繞仿真，是相當(dāng)困難的。
Cadfil 有幾種不同的纏繞非標(biāo)準(zhǔn)幾何形狀的設(shè)計(jì)策略。因?yàn)殡pS彎噴管是一個復(fù)雜的管道（可變截面的多彎曲管），所以使用了基于相對彎曲脊柱生成的螺旋路徑的方法。這類似于相對軸線為直線的普通圓管的纏繞螺旋線。
關(guān)鍵詞：非軸對稱繞組仿真、纖維纏繞工藝仿真
在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)和無人作戰(zhàn)飛行器 (UCAV) 的隱身技術(shù)是通過確保空中優(yōu)勢來決定戰(zhàn)爭勝負(fù)的重要因素。隱身是指一種避免被敵方雷達(dá)和紅外探測器探測到的技術(shù)。在紅外（IR）信號檢測的情況下，飛機(jī)本身的熱量，尤其是高溫的發(fā)動機(jī)和后機(jī)身發(fā)出的熱量輻射量最大。
由于必須設(shè)計(jì)飛機(jī)發(fā)動機(jī)噴嘴以實(shí)現(xiàn)紅外信號抑制，因此應(yīng)用了S形噴嘴（雙S彎噴管），以使發(fā)動機(jī)的高溫部分不可見。此外，采用大縱橫比的出口形狀來降低廢氣羽流溫度的紅外特征（圖 1）。多層復(fù)合材料需滿足發(fā)動機(jī)排氣噴嘴的功能和結(jié)構(gòu)要求。
圖1 (a) UCAV進(jìn)氣管（綠色）和排氣噴嘴（橙色）的3D草圖 (b) 3種不同幾何形狀的排氣噴嘴
(c) 應(yīng)用不同噴嘴后的紅外特征模擬結(jié)果
噴嘴的最內(nèi)層由碳纖維增強(qiáng)碳化硅 (C-SiC) 復(fù)合材料制成，具有出色的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性。最外層由碳纖維增強(qiáng)塑料 (CFRP) 組成，這是一種輕質(zhì)材料，可保持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以抵抗軸向推力和內(nèi)部壓力。最后，為了粘合和絕緣，在C-SiC和CFRP材料之間使用了陶瓷材料。
采用纖維纏繞技術(shù)的非軸對稱形狀
對于簡單的軸對稱噴嘴結(jié)構(gòu)（圓柱形/圓形噴嘴），可以使用纖維纏繞工藝，這比其他復(fù)合材料預(yù)成型工藝更便宜。另一方面，對于具有急彎的非圓柱形的飛機(jī)組件，使用纖維纏繞工藝是極具挑戰(zhàn)的。
展開 在設(shè)計(jì)雙S彎噴管時，必須提前通過工藝設(shè)計(jì)仿真工具（CAD/CAM）創(chuàng)建準(zhǔn)確的纖維放置和纏繞軌跡。然而，對于非軸對稱的纏繞仿真，是相當(dāng)困難的。
Cadfil 有幾種不同的纏繞非標(biāo)準(zhǔn)幾何形狀的設(shè)計(jì)策略。因?yàn)殡pS彎噴管是一個復(fù)雜的管道（可變截面的多彎曲管），所以使用了基于相對彎曲脊柱生成的螺旋路徑的方法。這類似于相對軸線為直線的普通圓管的纏繞螺旋線。
關(guān)鍵詞：非軸對稱繞組仿真、纖維纏繞工藝仿真
基于隱形飛機(jī)噴氣式發(fā)動機(jī)雙S彎噴管的纖維纏繞工藝
在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)和無人作戰(zhàn)飛行器 (UCAV) 的隱身技術(shù)是通過確?？罩袃?yōu)勢來決定戰(zhàn)爭勝負(fù)的重要因素。隱身是指一種避免被敵方雷達(dá)和紅外探測器探測到的技術(shù)。在紅外（IR）信號檢測的情況下，飛機(jī)本身的熱量，尤其是高溫的發(fā)動機(jī)和后機(jī)身發(fā)出的熱量輻射量最大。
由于必須設(shè)計(jì)飛機(jī)發(fā)動機(jī)噴嘴以實(shí)現(xiàn)紅外信號抑制，因此應(yīng)用了S形噴嘴（雙S彎噴管），以使發(fā)動機(jī)的高溫部分不可見。此外，采用大縱橫比的出口形狀來降低廢氣羽流溫度的紅外特征（圖 1）。多層復(fù)合材料需滿足發(fā)動機(jī)排氣噴嘴的功能和結(jié)構(gòu)要求。
圖1 (a) UCAV進(jìn)氣管（綠色）和排氣噴嘴（橙色）的3D草圖 (b) 3種不同幾何形狀的排氣噴嘴
(c) 應(yīng)用不同噴嘴后的紅外特征模擬結(jié)果
噴嘴的最內(nèi)層由碳纖維增強(qiáng)碳化硅 (C-SiC) 復(fù)合材料制成，具有出色的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性。最外層由碳纖維增強(qiáng)塑料 (CFRP) 組成，這是一種輕質(zhì)材料，可保持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以抵抗軸向推力和內(nèi)部壓力。最后，為了粘合和絕緣，在C-SiC和CFRP材料之間使用了陶瓷材料。
采用纖維纏繞技術(shù)的非軸對稱形狀
對于簡單的軸對稱噴嘴結(jié)構(gòu)（圓柱形/圓形噴嘴），可以使用纖維纏繞工藝，這比其他復(fù)合材料預(yù)成型工藝更便宜。
展開 
纖維纏繞技術(shù)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
纖維纏繞技術(shù)的最新內(nèi)容
采用纖維纏繞技術(shù)的非軸對稱形狀
對于簡單的軸對稱噴嘴結(jié)構(gòu)（圓柱形/圓形噴嘴），可以使用纖維纏繞工藝，這比其他復(fù)合材料預(yù)成型工藝更便宜。另一方面，對于具有急彎的非圓柱形的飛機(jī)組件，使用纖維纏繞工藝是極具挑戰(zhàn)的。因此，為了用傳統(tǒng)的纖維纏繞工藝均勻地包裹非軸對稱形狀的外部，必須提前通過CAD/CAM工藝設(shè)計(jì)仿真工具創(chuàng)建準(zhǔn)確的纖維放置和纏繞軌跡。
....
技術(shù)概述
美國宇航局格倫研究中心（NASA Glenn Research Center）的創(chuàng)新者與路易斯維爾大學(xué)和美國空軍合作，開發(fā)了一種增材制造技術(shù)，使用熱固性聚酰亞胺樹脂生產(chǎn)具有高溫性能的復(fù)合材料零件。
該工藝使用選擇性激光燒結(jié)（SLS）來熔融加工NASA新型RTM370酰亞胺樹脂的粉末狀產(chǎn)品
來源 | Applied Surface Science
01
背景介紹
近幾十年來，電路板上的晶體管尺寸不斷減小，導(dǎo)致功率密度急劇增加，產(chǎn)生大量熱量，影響電子元件的性能和壽命。因此，如何有效地散熱和管理電子元件的發(fā)熱已成為現(xiàn)代電子工業(yè)的關(guān)鍵問題。具有優(yōu)異的柔性和延展性的熱界面材料
Cadfil軟件專家的指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)到實(shí)用的纖維纏繞技術(shù)和Cadfil軟件操作技巧，深入了解纖維纏繞技術(shù)在高壓儲氫氣瓶制造中的關(guān)鍵作用，以及如何利用Cadfil軟件進(jìn)行高效、精確的纏繞仿真，更好地掌握IV型高壓儲氫氣瓶的設(shè)計(jì)與制造技巧，這將有助于提高企業(yè)在氫能產(chǎn)業(yè)的競爭力，為氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大技術(shù)支持。
摘 要
碳纖維及其復(fù)合材料因其優(yōu)異的拉伸性能和輕質(zhì)特性而備受關(guān)注，但是，自從它們問世以來，碳纖維及其復(fù)合材料在壓縮載荷下的較差性能一直是制約其廣泛應(yīng)用的主要障礙
采用纖維纏繞技術(shù)的非軸對稱形狀
對于簡單的軸對稱噴嘴結(jié)構(gòu)（圓柱形/圓形噴嘴），可以使用纖維纏繞工藝，這比其他復(fù)合材料預(yù)成型工藝更便宜。另一方面，對于具有急彎的非圓柱形的飛機(jī)組件，使用纖維纏繞工藝是極具挑戰(zhàn)的。因此，為了用傳統(tǒng)的纖維纏繞工藝均勻地包裹非軸對稱形狀的外部，必須提前通過CAD/CAM工藝設(shè)計(jì)仿真工具創(chuàng)建準(zhǔn)確的纖維放置和纏繞軌跡。
CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，KAIST(韓國科學(xué)技術(shù)院）4月20日表示，電氣和電子工程系崔京哲教授研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了在比頭發(fā)更薄的線上實(shí)現(xiàn)白色OLED的技術(shù)。該技術(shù)有望在電子纖維顯示屏上應(yīng)用。 KAIST研究人員開發(fā)的白色OLED電子纖維顯示概念圖 崔敬哲教授研究團(tuán)隊(duì)基于自主研發(fā)的深涂層技術(shù)，一直致力于用電子纖維實(shí)現(xiàn)熒光OLED或可驅(qū)動的高效磷光RGB OLED等顯示必需要素技術(shù)的研究。但
蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，高性能特種材料制造商Unifrax將于下周在密歇根州諾維市舉行的電池展上展示其最新產(chǎn)品SiFAB?硅纖維陽極電池技術(shù)。SiFAB技術(shù)是Unifrax于今年年初推出的專利技術(shù)。
（圖片來源：Unifrax）
Unifrax材料研究部門高級科學(xué)家兼經(jīng)理
文章發(fā)布：上海安世亞太官方訂閱號（搜索：PeraShanghai）
聯(lián)系我們：021-58403100
作者：陳科夫 上海安世亞太結(jié)構(gòu)應(yīng)用工程師
本文共計(jì)1180字，閱讀時間預(yù)計(jì)4分鐘
編者按
作者詳細(xì)分析了短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)際意義，并具體闡述了Mechanical 2021R1中實(shí)現(xiàn)短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)分析過程。
在碳纖維航空復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)中國力量。
益小蘇
寧波諾丁漢大學(xué)李達(dá)三首席教授
