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[发明专利]一种可自动上纱的多丝束纤维环向缠绕设备及上纱方法-CN202311092649.6有效
发明人：杜昊霏;梁建国;段昱杰;武愉棋;刘江林;李辉;贾朝暾;赵润田;赵春江 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2023-08-29 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： B29C70/38 文献下载
摘要：本发明属于碳纤维缠绕技术领域，解决了多束环向缠绕时会存在间隙、堆叠且上纱需要人工辅助的问题。提供了一种可自动上纱的多丝束纤维环向缠绕设备及上纱方法，夹持机构用于转动夹持待缠绕的芯模，环向缠绕装置、辅助上纱装置与芯模同轴设置；旋转盘均固定连接在第一回转支撑的内圈上，相邻的两个旋转盘相隔一个纤维纱束带宽沿待缠绕的芯模的轴向方向上排布；所有夹纱组件沿第一传动齿轮的周向排布且与第一传动齿轮转动连接，能够实现对纤维纱束的夹紧和缠绕；辅助上纱装置的夹纱组件与环向缠绕装置的旋转盘的送纱单元一一对应，两者配合实现对多束纤维纱束的辅助上纱。本发明可自动上纱，缠绕过程中无间隙、无堆叠问题，能够提高缠绕制品的强度。
一种自动丝束纤维缠绕设备方法

[发明专利]一种复合容器椭圆封头内型面形状优化设计方法-CN202311084443.9在审
发明人：梁建国;李强;李银辉;刘江林;高海峰;赵晓冬;李辉;赵润田 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2023-08-28 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明属于机械设计制造领域，具体涉及一种复合容器椭圆封头内型面形状优化设计方法。包括：将内型面赤道半径、开孔内径与内型面交点的横、纵坐标，定义为椭圆封头内型面的控制参数；根据待优化的形状尺寸建立封头和复合层有限元模型；对控制参数在其取值范围内进行采样，得到样本点以及对应输出变量值；构建控制参数和输出变量参数的预测模型；对预测模型进行精度评价，如果精度满足要求，则将预测模型作为目标函数，否则返回重新采样，直到构建的预测模型精度满足要求为止；通过控制参数建立封头容积参数；将封头容积参数和预测模型作为优化目标函数，进行多目标函数优化求解。本发明在满足复合层对封头影响基础上，实现最佳优化设计。
一种复合容器椭圆封头内型面形状优化设计方法

[发明专利]一种可辅助展纱和调节张力的多束纤维螺旋缠绕设备-CN202310783379.7有效
发明人：梁建国;杜昊霏;段昱杰;赵春江;江连运;王强;李文政;李银辉;赵润田 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2023-06-29 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： B29C70/68 文献下载
摘要：本发明属于碳纤维缠绕技术领域，提供了一种可辅助展纱和调节张力的多束纤维螺旋缠绕设备，解决了螺旋缠绕设备占地面积大、以及缠绕过程中纱束弯曲、折叠和张力波动大的问题。采用齿轮啮合传动的方式保证送纱管的自转和径向进给运动是同步的，采用带销回转套筒将旋转和径向方向的伸缩运动合成；采用自由转动辊和定向辊配套使用的方式，保证缠绕过程中纱束处于平展状态；利用弹簧的力学特性和转动盘的转动，对纱束上的张力突变起到缓冲调节作用；张力发生突变时，通过动力源III及时改变其对放纱辊所施加的阻力矩，达到控制张力的目的。本发明占地面积小、缠绕过程中纱束平展、张力稳定，提高了缠绕制品的强度。
一种辅助调节张力纤维螺旋缠绕设备

[发明专利]短切碳纤维表面四氧化三铁涂层的制备方法-CN202310556777.5在审
发明人：梁建国;李晓东;赵润田;王治辉;陈占春;李银辉;赵晓冬;李治 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2023-05-17 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： D06M11/49 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种短切碳纤维表面四氧化三铁涂层的制备方法，属于材料技术领域，本发明通过化学镀法在碳纤维表面沉积出均匀致密的四氧化三铁磁性镀层的制备方法。本发明利用铁离子与亚铁离子易反应生成四氧化三铁沉淀，实现在碳纤维表面镀四氧化三铁涂层。工艺简单，易于控制。本发明提供的四氧化三铁磁性镀层碳纤维是在短切碳纤维表面化学沉积四氧化三铁磁性镀层，镀层成分为四氧化三铁，镀层厚度为0.5‑1.5μm。本发明制备的四氧化三铁涂层改性碳纤维可以有效获得磁化短切碳纤维，使得碳纤维有效实现磁场取向，且镀层厚度均匀致密，制备方法成本低，操作方便，绿色安全，工艺稳定。
碳纤维表面氧化涂层制备方法

[发明专利]一种复合材料压力容器铺层顺序优化方法-CN202310426963.7有效
发明人：梁建国;宁泽民;刘江林;李银辉;朱艳春;贾朝暾;苗春祥;赵晓冬;赵润田 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2023-04-20 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明属于复合材料压力容器仿真技术领域，涉及一种复合材料压力容器铺层顺序优化方法。包括以下步骤，根据待优化复合材料压力容器的设计目标确定其设计变量；设计目标包括复合材料压力容器的内衬尺寸和工作压力，设计变量包括纤维缠绕角度、缠绕层厚度和缠绕层数；根据待优化复合材料压力容器的铺层信息以及边界条件建立有限元模型，铺层信息即所述设计变量；压力容器的内衬采用实体单元建模，压力容器的复合材料层采用连续壳单元建模；根据建立的有限元模型，获得所需优化目标；根据优化目标，建立优化模型，通过迭代优化，得到复合材料压力容器在设计目标和设计变量确定条件下的最优铺层顺序。
一种复合材料压力容器顺序优化方法

[发明专利]一种用于制备碳纤维增强树脂基复合材料的双螺杆挤出装置、制备方法及产品-CN202211459656.0在审
发明人：刘江林;杨冬冬;梁建国;郑仁辉;李志鹏;赵润田;杨磊 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2022-11-16 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： B29C48/40 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于制备碳纤维增强树脂基复合材料的双螺杆挤出装置、制备方法及产品，属于复合材料技术领域，所述双螺杆挤出装置包括机筒和螺杆，所述螺杆位于机筒内，所述双螺杆挤出装置包括进料段、混合段、剪切段、排气段和出料段；其中，所述混合段的螺杆包括啮合块；所述剪切段的螺杆包括反螺纹；所述排气段的机筒包括排气口。本发明同时公开了利用上述装置制备碳纤维增强树脂基复合材料的方法以及碳纤维增强树脂基复合材料产品。本发明充分考虑到材料混合不均匀以及排气等问题，通过多段区域的配合，达到混合均匀，孔隙少以及短切碳纤维长度均一的技术效果。并且，本发明中的装置及制备方法利于进行推广使用。
一种用于制备碳纤维增强树脂复合材料螺杆挤出装置方法产品

[发明专利]一种多束纤维环向缠绕装置及其控制系统-CN202110631856.9有效
发明人：梁建国;尹薇琳;赵春江;袁文旭;赵润田;赵晓冬 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-06-07 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： B65H51/015 文献下载
摘要：本发明属于纤维缠绕装置技术领域，具体涉及一种多束纤维环向缠绕装置及其控制系统，包括机架、固定板、纤维束筒、集束装置和导丝头，所述固定板与机架转动连接，固定板连接有驱动元件，通过驱动元件驱动固定板转动；所述纤维束筒设有若干个，每个纤维束筒对应有一个张力控制器；所述固定板中部设有通孔，各纤维束筒沿通孔中心圆周分布并均与固定板转动连接；所述固定板上设有若干个绕线辊，各绕线辊沿通孔中心圆周分布并均与固定板转动连接；所述集束装置和导丝头固定在固定板上。本发明实现了多束纤维同步缠绕工艺，该工艺缠绕效率高，纤维束间缝隙小，适用于各种回转体的缠绕加工，可以广泛地推广到汽车工业、建筑行业、航空航天领域。
一种纤维缠绕装置及其控制系统

[发明专利]一种新型多束纤维螺旋缠绕设备-CN202110633548.X有效
发明人：梁建国;赵晓冬;高海峰;赵春江;江连运;赵润田 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-06-07 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： B29C53/68 文献下载
摘要：本发明属于纤维缠绕设备技术领域，具体涉及一种新型多束纤维螺旋缠绕设备，所述旋转系统通过螺栓安装于右侧机架外侧，所述径向移动系统通过螺栓安装于左侧机架外侧，所述旋转系统通过卡箍的槽口与径向移动系统的拨叉相连接。本发明采用齿轮盘啮合驱动圆周均布的锥齿轮，从而保证传递到导丝管的转角是同时同步的；通过螺旋盘槽口与导向盘槽口组合，转动螺旋盘，从而保证导丝管同时同步的进行径向运动；通过旋转驱动系统与径向移动系统的共同控制，保证圆周均布的导丝管的运动一致。突破了现有单束或少束的纤维缠绕工艺，实现了单层同步缠绕，提高了缠绕的效率；避免了单束缠绕出现的纤维交叉现象，从而极大地降低了应力集中现象。
一种新型纤维螺旋缠绕设备

[发明专利]一种新型多丝束纤维同步螺旋缠绕设备-CN202110633553.0有效
发明人：梁建国;赵润田;高海峰;袁文旭;张奇;赵晓冬 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-06-07 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： B29C70/38 文献下载
摘要：本发明属于纤维缠绕设备技术领域，具体涉及一种新型多丝束纤维同步螺旋缠绕设备，所述旋转系统通过螺栓安装于右侧机架，所述径向移动系统通过螺栓安装于左侧机架，所述旋转系统通过卡箍的槽口与径向移动系统的拨叉相连接。本发明采用内外齿圈一啮合驱动圆周均布的齿轮一，从而保证传递到导丝管的转角是同时同步的；通过内外齿圈二啮合齿轮二，从而保证导丝管同时同步的行径向运动；通过旋转驱动系统与径向移动系统的共同控制，保证圆周均布的导丝管的运动一致。突破了现有单束或少束的纤维缠绕工艺，实现了单层同步缠绕，提高了缠绕的效率；避免了单束缠绕出现的纤维交叉现象，从而极大地降低了应力集中现象。
一种新型丝束纤维同步螺旋缠绕设备

[发明专利]一种可调节多束纤维螺旋缠绕装置-CN202110633555.X有效
发明人：梁建国;赵晓冬;边丽萍;江连运;高海峰;赵润田 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-06-07 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： B65H54/44 文献下载
摘要：本发明属于纤维缠绕装置技术领域，具体涉及一种可调节多束纤维螺旋缠绕装置，包括架体和导丝头，所述架体上设有通孔，导丝头设有若干个，若干个导丝头沿通孔中心呈环形分布并均与架体滑动连接，各导丝头内均可伸出纤维；所述架体上设有伸缩机构，通过伸缩机构驱动各导丝头伸缩。若干个导丝头沿通孔中心呈环形分布并均与架体滑动连接，各导丝头内均可伸出纤维，引出的纤维可以呈螺旋状平均分布在压力容器的外表面；伸缩机构驱动各导丝头伸缩，导丝头可以根据压力容器外形的变化控制导丝头伸缩，从而使纤维可以更好的贴合压力容器，提高了缠绕效果。
一种调节纤维螺旋缠绕装置

[发明专利]一种超多丝束纤维快速缠绕设备-CN202110633615.8有效
发明人：梁建国;赵晓冬;郭俊杰;袁文旭;赵春江;赵润田 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-06-07 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： B65H54/44 文献下载
摘要：本发明属于纤维缠绕设备技术领域，具体涉及一种超多丝束纤维快速缠绕设备，所述引导体单元通过移动体沿圆周方向均匀安装于在核心组件上，所述核心组件的轨道壳体通过螺栓连接安装于径向移动驱动系统的支撑机架，所述旋转驱动系统通过螺栓连接安装于核心组件的轨道壳体。本发明采用阿基米德曲线原理的轨道齿轮驱动圆周均布的引导体单元同时同步的在径向方向进行伸缩运动；通过齿轮盘驱动圆周均布的锥齿轮，从而实现导丝管产生同时同步的转动角。突破了现有单束或少束的纤维缠绕工艺，实现了单层同步缠绕，提高了缠绕的效率；避免了单束缠绕出现的纤维交叉现象，从而极大地降低了应力集中现象。
一种丝束纤维快速缠绕设备

[实用新型]一种新型线锯切割装置-CN202220489866.3有效
发明人：梁建国;刘丽华;赵润田;赵晓冬;成玥璋 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2022-03-09 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： B26D1/547 文献下载
摘要：本实用新型提供了一种新型线锯切割装置，属于碳纤维切割的技术领域，该装置包括切割机架、工作丝以及安装在切割机架上的出丝部分和收丝部分；出丝部分和收丝部分竖向设置在切割机架上，均包括绕丝组件、排线组件、辅助穿丝组件和导丝组件；绕丝组件包括圆柱绕丝辊、辊轴和绕丝驱动件；辅助穿丝组件包括辅助穿丝支架Ⅰ、辅助穿丝支架Ⅱ、辅助穿丝轮、辅助穿丝转针和辅助穿丝驱动件；导丝组件包括导丝架以及设置在导丝架中的支撑轮、换向轮和横向往复移动机构。上述新型线锯切割装置通过理论研究与结构创新，最终可实现自动穿丝、换丝功能，可实现碳纤维复合材料板材封闭图形的加工。
一种新型切割装置

[实用新型]一种碳纤维复合材料板材加工设备-CN202220489942.0有效
发明人：梁建国;赵润田;刘丽华;赵晓冬;成玥璋;段昱杰 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2022-03-09 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： B26D1/547 文献下载
摘要：本实用新型提供了一种碳纤维复合材料板材加工设备，属于碳纤维切割的技术领域，设备包括切割装置、辅助加工装置、板材固定装置、旋转升降装置、横向底座以及设置在横向底座上的横向往复移动机构Ⅲ、纵向底座以及设置在纵向底座上的纵向往复移动机构，横向底座与纵向底座垂直。本实用新型可实现碳纤维复合材料板材的复杂形状加工、精准加工，且加工表面光整，表面质量高，避免了因无法满足自动穿丝扩孔、自动换丝等需求而导致的无法对板材封闭图形进行加工问题，极大提高了加工表面光整度和表面质量，使加工成本低，同时可实现换丝穿丝自动化，节省了人力，大大提高了加工效率。
一种碳纤维复合材料板材加工设备

[发明专利]一种变驱动多尺寸高效率多束纤维螺旋同步缠绕设备-CN202110633568.7有效
发明人：梁建国;赵润田;郭章新;刘江林;高海峰;赵晓冬 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-06-07 - 公布日： 2022-06-14 - 主分类号： B29C53/58 文献下载
摘要：本发明属于纤维缠绕设备技术领域，具体涉及一种变驱动多尺寸高效率多束纤维螺旋同步缠绕设备，包括机架、多束导丝头径向伸缩机构、多束导丝头径向伸缩机构，多束导丝头径向伸缩机构、多束导丝头径向伸缩机构均安装在机架上，多束导丝头径向伸缩机构与多束导丝头径向伸缩机构连接。本发明实现了多束纤维单层同步螺旋缠绕，极大提高了生产效率，避免了因单束或少束纤维缠绕而产生的单束或少束纤维交叉现象，极大地减少了应力集中现象，提高了成型产品的各项力学性能并使其寿命大大延长；另外，本发明的变驱动原理可以根据带缠绕结构件的尺寸，灵活控制导丝头的运动数量，从而使该设备可适用于多尺寸缠绕，充分发挥了设备的通用性。
一种驱动尺寸高效率纤维螺旋同步缠绕设备

[发明专利]一种碳纤维复合材料板材线锯加工设备及加工方法-CN202210221142.5有效
发明人：梁建国;刘丽华;赵润田;秦泽林;贾朝暾 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2022-03-09 - 公布日： 2022-05-24 - 主分类号： B26D1/547 文献下载
摘要：本发明提供了一种碳纤维复合材料板材线锯加工设备及加工方法，属于碳纤维切割的技术领域，设备包括切割装置、辅助加工装置、板材固定装置、旋转升降装置、横向底座以及设置在横向底座上的横向往复移动机构Ⅲ、纵向底座以及设置在纵向底座上的纵向往复移动机构，横向底座与纵向底座垂直。本发明可实现碳纤维复合材料板材的复杂形状加工、精准加工，且加工表面光整，表面质量高，避免了因无法满足自动穿丝扩孔、自动换丝等需求而导致的无法对板材封闭图形进行加工问题，极大提高了加工表面光整度和表面质量，使加工成本低，同时可实现换丝穿丝自动化，节省了人力，大大提高了加工效率。
一种碳纤维复合材料板材加工设备方法

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