不等极孔制品的线型设计

工业生产中，不等极孔气瓶是经常遇到纤维缠绕制品，下面结合一个具体产品介绍不等极孔制品的线型设计。缠绕线型设计包括可缠绕性参数确定和缠绕闭合参数确定两个部分，根据CADWIND的IWIND非测地线缠绕算法，介绍可缠绕性参数的快速确定方法。软件操作步骤如下：第一步：根据芯模几何参数建立几何芯模;第二步：快速确定缠绕角度和芯模各段摩擦系数。

不等极孔快速线型设计

1.1. 建立几何芯模

根据如下复合气瓶芯模几何尺寸，在软件中建立芯模文件，并保存。气瓶外径150mm*长度500mm,瓶口直径64mm*高度40mm(椭圆轮廓)，瓶底直径47mm*高度40mm(椭圆轮廓)。

1) 打开芯模创建窗口

点击菜单【文件】è【创建芯模文件】è【圆形截面-直管...】，在弹出对话窗口〘几何芯模〙中接输入几何参数。随后点击〖确定〗保存芯模文件为Unequal Pole.MDR。

建立芯模-步骤1

2) 设置芯模几何参数

缺省情况下，几何芯模各缠绕区网格划分参数，采用默认参数即可。为了设置筒身中间面，可以调整筒身段主缠绕区帧数为奇数(默认参数为10)，可以设置为11帧。

建立芯模-步骤2

3) 调整芯模显示视图

采用左视图进行几何芯模显示，并在工具栏上点击按钮【帧编号FN】，从视图上可见1-21帧为前封头区域，21-31为筒身区域，31-51为后封头区域。

建立芯模-步骤3

1.2. 确定缠绕参数

通常情况下，筒身段采用等缠绕角进行缠绕，本案例不作变缠绕角缠绕参数确定，以及可缠绕性分析计算。缠绕参数主要包括工艺纱宽、缠绕角度和摩擦系数。应用软件IWIND非测地线软件算法，采用实时计算模式。1) 启动Iwind算法

接下来，我们应用Iwind非测地线缠绕进行不等极孔的缠绕线型设计。点击菜单【iwind线型设计】-【iwind】，接着线型参数输入窗口输入相关的缠绕线型参数。

启动iwind线型设计功能

2) 打开两个芯模窗口

为了方便观察前后极孔的相切情况，点击菜单【显示】-【新建芯模窗口】，我们同时打开两个芯模窗口，并调整两个芯模窗口的视图方向。这样我们可以后视图观察后封头纤维切根情况，前视图观察前封头的纤维切根情况。

后视图(后封头) 前视图(前封头)

3) 主要缠绕参数测试

针对不等极孔的线型设计，我们需要通过〘计算第一个缠绕循环〙选项，测试出线型设计的主要技术参数。输入参数后，点击〘计算第一个缠绕循环〙选项和〘实时计算〙选项，我们实时得到的线型计算结果直接显示在窗口中。测试参数先后次序为：工艺纱宽、缠绕角度、摩擦系数、后转向区位置。

如果我们已经确定了工艺纱宽的取值大小，我们只需要在对话窗口的纱带总宽处设置7.5mm参数即可，这时摩擦系数设置为0，拖动缠绕角度滑块，直到后封头的纤维与极孔相切为止。如下图所示参数：

步骤1-后封头切根的缠绕角测试

接下来，点击摩擦系数按钮，随后点击按钮【设置范围】，设置范围为前封头区域，即1-21帧的摩擦系数为0.12。

步骤2-摩擦系数设置

步骤3-摩擦系数设置

步骤4-纤维切根显示

如果通过以上操作步骤，可以快速确定不等极孔芯模可缠绕性和主要缠绕参数。缠绕工艺主要参数包括：

工艺纱宽：IWIND提供了工艺纱宽算法，可以结合芯模几何尺寸和缠绕效率，帮助用户确定合理纱宽。

缠绕角度：默认情况下，设置的缠绕角度作用于筒身段，即前赤道面(前转向帧位)到后赤道面(后转向帧位)之间。理想情况下，我们希望筒身段采用等缠绕角缠绕，没有特殊情况下不需要改动。

摩擦系数：不等极孔非测地线缠绕的关键参数设置是摩擦系数，需要结合缠绕工艺类型(湿法缠绕0.12、干法缠绕0.22和预浸带缠绕0.32)的适合摩擦系数和稳定偏差角进行设置。湿法缠绕的适合摩擦系数为0.12，如果针对大极孔切根需要的摩擦系数大于0.14或更大，则此缠绕产品的可缠绕性差，在实际缠绕过程中前封头易滑纱。

原文标题：技术短篇6-不等极孔快速设计

文章出处：【微信公众号：创联智软】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

审核编辑：汤梓红