文档介绍：中南大学
硕士学位论文
复合环形气瓶缠绕张力及其控制系统的研究与设计大直径
姓名:徐平安
申请学位级别:硕士
专业:机械工程
指导教师:肖刚;唐华超
20090101
要摘张力控制是纤维缠绕工艺中的关键技术之一,直接影响着缠绕制品的质量。合理的张力值能否得以准确和稳定的实施,取决于张力控制系统。本文首先回顾了复合材料的发展和应用,总结了国内外纤维缠绕技术及张力器的发展概况。分析了气瓶的受力特征和缠绕张力对气瓶质量的影响,计算了缠绕过程中所需要的张力,建立了缠绕张力制度,明确了对缠绕过程中张力的控制要求。在对张力系统的组成和工作原理进行分析和研究后,提出了以工业控制计算机和功能模板作为主控制器,以交流数字伺服电机为执行元件,用半径跟随臂补偿纱团半径变化的多路张力闭环控制方案。交流数字伺服电机工作在力矩控制方式下,利用伺服系统的力矩与速度反馈信号实现张力闭环控制,提高了张力控制精度。伺服电机既作为执行元件又作为回纱电机,因而简化了控制系统。文中建立了张力控制系统的数学模型,分析了控制系统的工作原理。在探讨了刂扑惴ḿ捌淅肷⒒椒ㄒ院螅岢稣帕ο低秤Σ捎没址掷胧绞諴嘁牖肪澈蚖编程技术,使用人机对话方式,充分利用数据采集卡提供的态链接库饔眉扑慊械娜件资源,简化了编程,提高了资源的利用率。在建立张力控制软件整体框架结构的基础上,开发出控制系统软件。试验中对张力器进行标定之后,对张力控制系统进行联机调试。通过试验以及对试验结果的分析,得出了张力控制系统的静差率及波动率,证明了控制方案的可行性。该张力控制系统稳定性好,反应速度快,控制精度较高。关键词:纤维缠绕;缠绕工艺;张力控制系统;交流数字伺服电机;数控缠绕机控制方法。软件设计中,运用
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作者签名:越际η┟掌冢杭D阓隆蝗作者签名:辩壶一日期:掣丑/年』月原创性声明关于学位论文使用授权说明本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《数控缠绕机电控张力器的研究》,是本人在导师指导下,在中南大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除己注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明。《数控缠绕机电控张力器的研究》系本人在中南大学读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归中南大学所有,本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解中南大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权中南大学,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。
,航天航空等军事和民用领域工业的迅速发展,特别是航天、航空等尖端技术的突飞猛进,对材料的性能提出越来越高的要求,使传统的单一材料在全面满足强度、韧性、重量和稳定性要求方面遇到越来越多的困难,传统机械工业中处于主导地位的金属和金属合金材料的局限性表现得越来越明显。而代表着结构材料重要发展趋势的各类新型复合材料弥补了金属材料某些性能方面的缺陷,在航空、航天及石油化工等领域发挥出愈来愈重要的作用⋯。世纪年代中期以来,高强碳纤维和有机纤维开发迅猛发展,性能水平大幅度提高,有力促进了纤维缠绕技术在航天领域的发展和应用,在航天领域,复合材料压力容器以其重量轻,强度高等性能指标优于金属材料压力容器,逐渐在航天产品火箭发动机上得到应用。固体火箭发动机缠绕壳体及复合球形气瓶和复合环形气瓶是最具有代表性的缠绕产品,复合环形气瓶在航天产品研制中有重要而独特的应用价值,因此在航天系统中引起足够的重视。就我厂而言,在纤维缠绕技术研究上,无论是在理论,还是在缠绕工艺实践上的认识上近乎空白,但作为决定航天产品发展的关键技术,是我厂必须掌握的,因此这一课题就应运