4路丝束自适应铺丝头设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

纤维增强复合材料(fiberreinforcedpolymer,frp)以其优异的性能(例如，高比强度、高比模量、耐腐蚀等)，被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶工业等领域。

作为frp成型技术之一，自动铺丝技术能够实现复杂构件的高效、精准制造，是近年来复合材料领域的研究热点。

铺丝头是自动铺丝技术的核心部件，其性能直接决定了铺丝效率和精度。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者针对自动铺丝技术开展了大量研究工作，在铺丝头设计、路径规划和控制方法等方面取得了一系列成果。

1. 国内研究现状

国内在自动铺丝技术领域起步相对较晚，但发展迅速。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将针对4路丝束自适应铺丝头的设计展开深入研究，主要内容包括以下几个方面：
1.4路丝束自适应铺丝头总体方案设计：分析铺丝头结构需求，确定总体设计方案；进行关键部件材料选择和结构设计；优化铺丝头结构，提高其稳定性和可靠性。

2.丝束张力控制系统设计：建立丝束张力控制系统数学模型；设计高精度、快速响应的张力控制器；进行仿真分析，验证张力控制系统的性能。

3.丝束排布机构设计与运动控制：设计合理的丝束排布机构，保证丝束排布精度；规划丝束排布运动轨迹，实现高效、精准的丝束排布；设计运动控制系统，实现对丝束排布机构的精确控制。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解自动铺丝技术、铺丝头设计、张力控制、路径规划等方面的研究现状和发展趋势，为本研究提供理论基础和技术参考。

2.理论分析阶段：分析4路丝束自适应铺丝头的结构需求和工作原理，建立丝束张力控制系统、丝束排布机构和铺丝路径的数学模型，为后续设计和仿真提供理论依据。

3.数值仿真阶段：利用cad/cae软件对设计的铺丝头结构、张力控制系统、排布机构和路径规划算法进行仿真分析，优化设计参数，提高铺丝头性能。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.设计一种新型的4路丝束自适应铺丝头，实现多路丝束的独立控制和自适应路径规划，突破传统铺丝头的设计局限，提高铺丝效率和精度。

2.提出一种基于模型预测控制的丝束张力控制方法，实现对丝束张力的精确控制，保证铺丝质量。

3.开发一种基于机器视觉的丝束排布精度检测方法，实时监测丝束排布情况，提高铺丝精度。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 刘振侠,郝龙,杜湖军,等.基于预浸丝束铺放的复合材料构件曲面路径规划[j].航空制造技术,2019,62(18):59-64.

2. 张森,王富耻,李世垚,等.基于微流控技术的可降解纤维静电纺丝收集装置研究进展[j].纺织学报,2021,42(1):108-117.

3. 王浩,郭俊,史志伟,等.基于运动仿真的铺丝路径轨迹规划与仿真研究[j].机械设计与制造,2020(5):276-280.