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多丝束碳纤维预浸辅放系统控制策略研究的任务书
一、背景介绍
碳纤维材料因具有优异的力学性能、轻质化、耐久性等特点，已广泛应用于航空、汽车、船舶、体育器材和民用建筑等领域。多丝束碳纤维预浸料由于预先浸渍树脂，可提供更好的工艺性能和质量控制，是目前碳纤维复合材料的主流产品。在多丝束碳纤维预浸辅放加工过程中，合理的控制策略对于提高产品质量和工艺效率具有重要意义。
二、研究内容
本研究将围绕多丝束碳纤维预浸辅放加工系统的控制策略展开研究，主要涉及以下内容：
1.多丝束碳纤维预浸辅放系统的结构设计和参数优化。
该任务将重点研究碳纤维预浸辅放系统的结构和参数设计，包括预浸脂涂布头的设计、喷嘴径向距离的优化、碳纤维束张力控制等。通过优化设计，提高喷涂质量和生产效率。
2.多丝束碳纤维预浸辅放加工过程中的数据采集和分析。
该任务将研究碳纤维预浸辅放加工过程中的数据采集和分析方法，包括温度、湿度、气体流量、碳纤维束形态等参数的采集和分析，并进行相关性分析。通过对采集到的数据进行分析，为后续的控制策略提供依据。
3.多丝束碳纤维预浸辅放加工的自适应控制策略研究。
该任务将重点研究多丝束碳纤维预浸辅放加工过程中的自适应控制策略，包括喷嘴间距的自适应调节、预浸脂压力的自适应控制、张力控制等。通过采用自适应控制策略，使得系统能够自动适应不同的工艺条件和材料特性，实现自动化控制。
4.多丝束碳纤维预浸辅放加工的多参数协同优化策略研究。
该任务将研究多丝束碳纤维预浸辅放加工过程中的多参数协同优化策略，包括碳纤维喷涂速度、预浸脂流量、喷嘴距离、喷嘴直径等参数的优化。通过建立多参数优化模型，实现各参数之间的协同优化，优化加工质量和效率。
三、预期结果
1.设计并制造多丝束碳纤维预浸辅放加工系统，实现碳纤维预浸辅放加工工艺的自动化控制。
2.研究碳纤维预浸辅放加工过程中的数据采集和分析方法，获取加工参数和材料特性的相关性数据。
3.研究碳纤维预浸辅放加工的自适应控制策略，实现自动适应不同工艺条件和材料特性的控制系统。
4.研究碳纤维预浸辅放加工的多参数协同优化策略，优化加工参数，提高产品品质和生产效率。
四、研究方法
1.理论分析法：通过数学模型和统计学方法，对多丝束碳纤维预浸辅放加工过程中参数和材料特性的相关性进行分析。
2.实验验证法：建立多丝束碳纤维预浸辅放加工的试验平台，通过实验验证控制策略的有效性和实用性。
3.数值模拟法：通过建立有限元数值模型，分析碳纤维预浸辅放加工过程中的流固耦合问题，优化加工参数和材料性能。
五、研究计划
1.前期准备（1个月）：了解相关文献，明确研究内容和方案，完成研究计划和人员组建。
2.多丝束碳纤维预浸辅放系统的设计和优化（2个月）：进行多丝束碳纤维预浸辅放系统的结构和参数优化设计，制造试验样机。
3.数据采集和分析（2个月）：采集多丝束碳纤维预浸辅放加工过程中的参数数据，并进行分析；建立多参数优化模型。
4.自适应控制策略的研究（2个月）：研究碳纤维预浸辅放加工过程中的自适应控制策略，实现自动适应不同工艺条件和材料特性的控制系统。
5.多参数协同优化策略的研究（2个月）：研究碳纤维预浸辅放加工的多参数协同优化策略，优化加工参数，提高产品品质和生产效率。
6.结果分析和总结（1个月）：对实验获得的数据进行分析和研究，撰写研究报告。
六、参考文献
[1]刘涛.多丝束预浸碳纤维复合材料加工技术及其应用研究[D].南京:南京航空航天大学,2017.
[2]RanLi,YuanhaoSun,HualingChen.Parameteroptimizationofbraidingandpreformingfor3Dtopologicalinterlockcompositestructure[J].CompositesPartB:Engineering,2022,222,109315.
[3]ChenHL,LiC.Investigationonprocessandinterfacepropertiesoflong-fiberthermoplasticreinforcedsheetforlaserforming[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2022,832:142733.
[4]龙增新,王舜卿,刘振帮.碳纤维复合材料的机械性能[J].世界科技研究与发展,2019,41(6):929-930.