1. 研究目的与意义（文献综述）

目前世界上新材料的发展趋势是复合化和多样化，复合材料已经得到广泛的应用。在生产纤维复合材料的技术中，最早开发，使用最广泛，最为重要的是纤维缠绕技术。所谓纤维缠绕技术，是指通过丝嘴与模具的相对运动将纱或丝束按照一定规律缠绕于模具上，制造复合材料构件的成型技术。采用纤维缠绕技术制得的产品具有准确率高，纤维排列整齐，比刚度、比强度较高的特点。纤维缠绕技术广泛应用于火箭发动机壳体、管道、储罐、高压气瓶、发电机叶片等部件的制造。^[1]

国外对纤维缠绕技术研究的起步较早。20世纪30年代，相关概念的雏形出现，40年代中期纤维缠绕技术的概念被正式提出，60年代初，第一台机械式纤维缠绕机出现，但因生产耗时耗力、传动机构要随线型变化改动等缺点，很快被市场淘汰。^[2]1973年，entec公司研制出第一台微处理器控制纤维缠绕机，1976年，第一台计算机控制的纤维缠绕机mccleananderson 60面市，是复合材料自动化成型技术的开端。80~90年代，pultrex公司开发出四轴联动数控纤维缠绕机，更多运动轴的引入使得复杂形状工件的缠绕成为可能。同时，纤维缠绕cad技术开始出现，利用计算机辅助设计缠绕模式和线型，大大简化了设计流程，减少了产品的开发、工艺设计周期与生产时间。多工位缠绕机亦在此时出现，在一台缠绕机上，通过传动装置带动多个主轴运动，多个工件同时缠绕，使得生产效率较单工位缠绕机提高数倍。进入21世纪，多主轴、多运动轴联动逐渐成为缠绕机性能的判断标准，目前国外已有十一轴的缠绕机出现。国外知名的纤维缠绕机制造商有entec公司、mccleananderson公司、bsd公司等。

国内对纤维缠绕技术的研究起步于1958年，初衷是为国防建设服务。60年代初，我国正式开始纤维缠绕技术的研究，1965年正式掌握缠绕规律与缠绕速比的计算方法，实现了螺旋缠绕排线的机械化，1971年开始研究异形件缠绕技术，1987年提出网格结构纤维缠绕计算原理，1996~1998年提出拟测地线路径算法，用于解决回转体纤维缠绕稳定轨迹的设计。^[3]目前国内中低档的两轴、三轴数控纤维缠绕机制造技术及缠绕工艺已经基本成熟，并在管道制造和压力容器生产过程中得到广泛应用，六轴微机控制缠绕机亦已研制成功。高性能、大型缠绕机则因其应用于国防军工、航空航天的潜在可能性，掌握生产技术的国家对我国限制出口，故仍与世界先进水平存在差距。^[4]

2. 研究的基本内容与方案

该装置的设计目的是通过机械装置，将碳纤维束或玻璃纤维束固定于芯模表面，实现挂纱的动作，在缠绕工序结束后，亦可对纤维束进行切割，完成剪切环节。整套动作应循环进行，无需人工干预，实现纤维缠绕工艺的自动化。^{[6, 7]}

图1 纤维缠绕自动挂纱的流程图

3. 研究计划与安排

第1周：搜集资料，整理文献；

第2周：英文文献翻译；

第3周：撰写开题报告初稿；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 王瑛琪, 盖登宇, 宋以国. 纤维缠绕技术的现状及发展趋势[j].材料导报,2011,25(05): 110-113.

[2] 富宏亚, 韩振宇, 路华. 纤维缠绕/辅带/铺丝成型设备的发展状况[j].航空制造技术,2009(22): 43-46.

[3] 陈建中. 复合材料缠绕制品发展情况报告[j].玻璃钢/复合材料,2012(03): 94-96.