Design and analysis of filament winding machine for cylinder manufacturing process using glass fiber composite

Adi, Rahmad Kuncoro; Das, Sukanta; Muflikhun, Muhammad Akhsin

doi:10.1016/j.matpr.2022.06.555

Cited by 4 publications

(3 citation statements)

References 9 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Крім того, цей спосіб не забезпечує необхідної продуктивності. Тому метод безперервного намотування найбільш доцільний для отримання трубчастих виробів малого діаметра із заданою структурою армування [7]. У роботі [43] запропоновано метод проєктування малокутового автоматизованого намотування квадратних труб з урахуванням умови непрослизання траєкторій намотування.…”

Section: намотування елементів конструкцій з композиційних матеріалів...unclassified

Виробництво Тонкостінних Деталей Літальних Апаратів На Обладнанні З Чпк

Планковський,

Цегельник,

Комбаров

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

У монографії проведено аналіз сучасного стану виробництва тонкостінних деталей літальних апаратів (далі – ЛА) на обладнанні з числовим програмним керуванням (далі – ЧПК). Основна увага приділена виробництву силових елементів авіаційної техніки високошвидкісним фрезеруванням. Проведено аналіз тенденцій розвитку систем ЧПК стосовно задач високошвидкісного оброблення деталей ЛА. Проаналізовано сучасні підходи до застосування віртуального базування під час виготовлення великогабаритних деталей ЛА та деталей з заготовок, форма яких наближена до форми деталей, що виготовляються. Запропоновано новий підхід до реалізації задач віртуального базування, що ґрунтується на апараті phi-функцій, який не застосовувався у відомих дослідженнях. Для задач статичного та динамічного навантаження деталей з легкодеформовними елементами під дією сил різання запропоновано застосування аналітико-числового методу ідентифікації крайових умов сумісно з методом скінченних елементів. Розглянуто ряд нових задач, пов’язаних з урахуванням деформування тонкостінних елементів під дією сил різання. Детально розглянуто досліджуваний авторами підхід до планування траєкторій виконавчих елементів ЧПК устаткування у високошвидкісних процесах виготовлення тонкостінних деталей ЛА. Показано, що такий підхід забезпечує суттєві переваги з погляду точності оброблення порівняно з алгоритмами, що використовуються провідними світовими виробниками обладнання з ЧПК. Запропоновано та досліджено перспективні системи ЧПК обладнання для реалізації зазначеного підходу. Розглянуто деякі аспекти виготовлення тонкостінних деталей ЛА намотуванням з композиційних матеріалів. Такий вибір обґрунтований тим, що цей спосіб виготовлення виробів з композиційних матеріалів залишається найпродуктивнішім та найбільш автоматизованим, особливо під час виготовлення виробів у формі тіл обертання. Досліджено напрямки удосконалення безперервного намотування під час виробництва довгомірних деталей з композиційних матеріалів. Для виготовлення деталей, навантажених високим внутрішнім тиском, наприклад, елементів транспортно-пускових контейнерів ракетного озброєння та корпусів ракетних двигунів на твердому паливі, запропоновано використовувати безперервне спіральне намотування на оправку, що самоподається. Для реалізації удосконалених схем намотування адаптовані системи укладання та направлення волокна та розроблені спеціалізовані системи ЧПК. Монографія побудована на матеріалах звітів за науково-дослідними роботами «Розробка методу призначення режимів високошвидкісної адаптивної ЧПК обробки тонкостінних деталей ЛА та її конверсійне застосування» (№ Д/Р 0121U109639) [242, 243] та «Розробка технології безперервного спірального намотування високоміцних елементів транспортно-пускових контейнерів ракетного озброєння» (№ Д/Р 0123U101805) [244], виконаних науковцями Харківського національного університету міського господарства імені О. М. Бекетова відповідно до договору з Міністерством освіти і науки України. Окрім цього до монографії увійшли деякі матеріали дисертацій членів авторського колективу та їхніх наукових публікацій, пов’язаних з тематикою монографії, опублікованих у 2023 р., які не були відображені в матеріалах звітів та дисертаційних робіт.

show abstract

Section: намотування елементів конструкцій з композиційних матеріалів...unclassified

Виробництво Тонкостінних Деталей Літальних Апаратів На Обладнанні З Чпк

Планковський,

Цегельник,

Комбаров

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Fiber tension's influence on mechanical performance of pressure vessel [8] Winding pattern's influence on mechanical performance [9] Mandrel shaft's stress influence [10] Assembly core method for complex surface [11] Continuous Fiber 3D printing Parameter optimization based on load [17] Curve structure printing [18] Three-port printing head and different printing mode [19] Line width prediction model [20] Although the filament winding and 3D printing methods have been developed a lot, winding is still limited at the rotating part fabrication and the efficiency of continuous fiber printing is limited while other composite manufacturing method also have their own limitation. Therefore, some researchers have conducted a few investigations to attempt to combine different fabrication methods to manufacture composite parts, which are generally undertaken with one method.…”

Section: Filament Windingmentioning

confidence: 99%

“…Instead of investigating the traditional winding parameters, Rahmad et al analyzed the stress of the mandrel shaft used in filament winding to determine the deflection of the mandrel, which influences the quality of the wound components. The highest value of von Mises stress was 217.41 MPa under the load of 200 N [10]. Other than studies on how to improve the quality of the wound components, the University of Stuttgart developed a new rotating-part winding method-the assembly core method [11], which is an extension of filament winding.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A Novel Combining Method for Composite Groove Structure Fabrication

Huang,

Chang,

Liu

et al. 2023

Crystals

View full text Add to dashboard Cite

A composite groove structure with high specific strength and light weight has great potential in industrial application, but few studies on this have been carried out due to the fact that it is difficult to fabricate by one of the existing methods. The purpose of this work was to propose a novel method combining 3D printing and filament winding to manufacture the groove structure and study the link between its mechanical strength needs and fabrication parameters. Specifically, filament winding and 3D printing were used to fabricate the cylinder part and complex ring slot part of the groove structure, which is difficult to fabricate by winding. The combining method took advantage of the winding’s high efficiency and the printing’s high forming degree of freedom. The specimen was taken from the structure and submitted to a short beam test to determine its interlaminar shear strength, whereas thermal tests were carried out to evaluate its mechanical performance under high temperature. The interlaminar shear strength reached 6.694 MPa at a fiber orientation of 90°, a heating temperature of 245 °C and a thickness of 0.5 mm. The SEM photo showed some voids and gaps and typical failure in the failed specimen. DMA and TGA were carried out to investigate the performance under high temperature, from which the storage modulus lost half to 120 °C. Overall, the proposed combining novel method offers a new direction in the fabrication of continuous fiber-reinforced thermoplastic composites’ groove structure.

show abstract