1. 研究目的与意义（文献综述）

碳纤维复合材料具有高强度、耐疲劳、耐腐蚀、成型工艺好、设计能力强等优点。由于其优良的性能，它已成为军事、航空航天和航空航天领域不可替代的重要战略材料^[1]。当前的复合材料在一个蓬勃发展的新阶段中，其突出的特点应用于各个领域的开发，应用的规模越来越大，推动设计、制造工艺和设备以及各种原材料达到了相应的水平。

复合材料纤维铺放成型技术(fiber placement) 是自动铺丝束成型技术(automated tow placement) 和自动窄带铺放成型技术(automated tap place— ment)的统称，是20世纪70年代作为对纤维缠绕和 自动铺带技术的改革而发展起来的全自动复合材料 加工技术，也是近年来发展最快、效率最高的低成本 复合材料自动化成型制造技术之一^[2，3]。该技术于上世纪70年代被提出，研究工作由美国boeing公司和hercules公司发起，后由专业数控设备制造商进一步完善^[4]。纤维铺放是将一组各自独立的纤维束并列的铺放在芯模上。一般在铺放机上有一个纱架，架上装有多卷预浸纤维束，每股纤维束被送往铺放头的速率都是单独控制的。铺放头内设置一套装置可以单独控制每一股纤维的铺放。对于送入的多股平行纤维束，铺放头把它们牵引到芯模表面，同时，铺放头上的压紧辊把所有的纱线紧紧地压在芯模上形成纤维带。铺放头还附有剪切和加纱装置，它可以任意剪断或从新输送某一股或多股纤维束^[5]。

复合材料纤维铺放成型技术是最近发展起来的复合材料自动化成型制造技术之一。该技术于上世纪70年代被提出，研究工作由美国boeing公司和hercules公司发起，后由专业数控设备制造商进一步完善。^[6]利用碳纤维等复合材料制成的网格筋结构，大大减轻了零件的重量，提高了零件各方面的性能，降低了复合材料的用量，从而节约了生产成本^[7]。

2. 研究的基本内容与方案

复合材料的纤维铺设技术是一种具有高可靠性、高实用性、快速发展的技术，正在迅速发展。与传统手工铺设相比，在节约成本、提高效率、保证质量稳定方面具有明显的效果。同时，为航空航天等先进机械的生产和制造，对推进光纤铺放技术的发展具有重要的意义。铺放头的结构设计在精度和相关性能方面起着重要的作用。铺放机在现代碳纤维制品或纤维强化制品中有着广泛应用。其核心元件铺放头决定了整机性能。在纤维铺放系统包含的运动中铺放头机构对连续纤维(预浸纱)要实现引出、导纱、重送、剪切、夹紧、加热、施压等功能，因此该机构由加料装置、加热装置、加压装置、剪切装置、重送装置等组成。各本项目研究铺放头原理，设计其工作流程，达到小型化轻量化多功能的目的。

通过对铺放头结构的设计可以达到本项目的研究目的，具体研究方案为：

(1) 详细了解龙门式铺放机的结构与其工作原理，查阅相关资料，理解龙门架与铺放头的作用。

3. 研究计划与安排

第1周：寻找目前铺放机和铺放头的资料，查阅相关文献。

第2周： 进行前期资料搜集整理。

第3周： 将资料整理书面化，完成开题报告。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张永军，王益轩，李明伦，黄新武，刘玮，开建波.龙门缠绕／铺放成型机龙门结构设计与分析*[j].现代机械，2015，第5期

[2] vaniglia m m．fiber placement head[p]．united state patent 5， 1992．

[3] 于传浩，吴耀楚，王志辉．frp铺放技术的机构分析[j]．武汉化工学院学报，2003，(2)：p54—56．