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纤维缠绕

纤维缠绕(Filament Winding)模块用于对轴对称回转体(如压力容器、储气罐等)进行缠绕路径规划。目前仅支持轴对称回转面。

功能 > 纤维缠绕 菜单中显示或隐藏缠绕面板,在 模型 > 缠绕芯模 菜单中创建缠绕芯模节点。

1. 创建缠绕芯模

点击 模型 > 缠绕芯模 创建一个缠绕芯模节点。芯模是一个回转体,由中间的圆柱筒体段和两端的椭圆封头段组成,回转轴与 Z 轴对齐,示意图如下:

缠绕芯模几何与尺寸标注

芯模节点的属性(在节点属性面板中修改):

  • 筒体长度:中间圆柱段的长度;
  • 封头高度:两端椭圆封头的高度;
  • 长半轴:封头椭圆的长半轴,即筒体段半径;
  • 短半轴:封头椭圆的短半轴。

参数修改后芯模几何会实时更新。注意短半轴不能大于长半轴,封头高度不能大于短半轴。

2. 设置芯模与缠绕参数

在缠绕面板中设置以下参数:

  • 芯模:选中场景中的芯模节点,点击 设置 填入芯模节点路径;也可以在文本框中直接填写路径;
  • 摩擦系数:纱线在芯模表面不打滑所需的最大摩擦系数,默认 0.3;
  • 缠绕角度:目标缠绕角度(与回转轴的夹角),默认 10°;
  • 角度容差:搜索可行缠绕线型时允许的角度偏差,默认 1°;
  • 丝束宽度:单根纱束的宽度,默认 6.4 mm;
  • 缠绕层数:需要缠绕的层数,默认 1。

3. 计算缠绕路径

设置好参数后点击 计算。软件会在目标角度附近搜索可行的整数缠绕线型,并将结果列在表格中:

  • 线型:以 p/s/k/nd 表示的缠绕线型;
  • 相位误差:实际缠绕周期相位与线型所需相位之差;
  • 角度误差:实际缠绕角度与目标角度之差;
  • 摩擦系数:该线型对应的纱线所需最大摩擦系数。

搜索完成后,软件会自动使用表格第一行的线型生成一个缠绕层节点;双击表格中的任意一行,则使用该行对应的线型生成缠绕层。如果找不到可行线型,会弹出错误提示,可尝试调整缠绕角度、容差或摩擦系数。

4. 缠绕层节点

生成的缠绕层节点(如 缠绕层 10°)是轨迹类节点,可以直接参与仿真与后处理。

缠绕层节点的属性(在节点属性面板中修改):

  • 显示带状网格:显示预浸带带状网格;
  • 显示边界线:显示缠绕带的边界线;
  • 仿真时显示带状网格:仿真过程中显示带状网格。

节点的路径姿态由缠绕算法在芯模表面计算得到,双击节点可查看其轨迹与姿态。

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