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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种复杂曲面的偏移轨迹曲率修正方法，涉及复合材料自动铺丝成型领域。计算偏移轨迹线各离散点处的曲率半径，判断轨迹线曲率是否按满足要求；在第一个不满足要求的轨迹点处将线段分割，重新离散点；利用变角度算法，在满足曲率约束的前提下重新生成余下各轨迹点，并将各点拟合成一条完整轨迹线；改变曲率半径与设计角度，对该轨迹线进一步迭代优化，当优化后轨迹线与原轨迹线法向最大间距不超过2mm时，即为最终铺放轨迹。此算法操作简单，易于编程实现，在满足结构设计性与铺放工艺性的同时，提高了轨迹设计的效率与精度，减少铺放时丝束之间的间隙与搭接。

主权项：1.一种复杂曲面的偏移轨迹曲率修正方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将等距偏移后的轨迹曲线L按步长d离散为一系列轨迹点集{ai}，i＝1～n，其中n为轨迹点个数，通过将中心轨迹点ai两侧轨迹点ai-1与ai+1投影到中心点切平面M上，得到投影点Ai-1与Ai+1，过三点Ai-1、Ai+1与ai作圆O来检测各个轨迹点处的曲率半径R，获取曲率半径小于1500mm的轨迹点与其位置；S2、找到第一个不符合曲率半径要求，小于1500mm的轨迹点ak+1，在ak点位置将曲线分割开，留下轨迹点曲率均大于1500mm的曲线部分C；S3、将分割后的曲线c重新离散为一系列轨迹点集{bj}，j＝1～k,从最后两个轨迹点bk-1和bk开始，利用变角度算法生成余下的轨迹点；设计角度为θ，范围在-90～90°，不包括±90°，参考线为p，过bk点做曲面的切平面M，将bk-1点投影到切平面M上获得点Bk-1，连接Bk-1与bk两点得到直线X1，过bk点做参考线p的法平面N，将法平面N与切平面M相交得到交线X，该交线为角度参考线，作与交线X成一定角度的直线X2，测量直线X1与直线X2之间的夹角α，并根据公式将曲率半径转化为偏差角度得到β，若夹角α与设计角度θ差值在偏差角度±β范围内，则取直线X2端点为Bk+1，若超出偏差范围，则过Bk-1和bk两点和曲率半径R作圆O，在圆上取与bk点距离为步长d的点Bk+1，过Bk+1点做切平面M的法线与曲面相交获得点bk+1，即为下一个轨迹点，以此类推获得余下所有轨迹点集{br}，r＝k+1～m，m为整个铺放轨迹点个数S4、将各个轨迹点拟合成样条线，并将其投影曲面上，得到完整铺放轨迹线；S5、对轨迹线进行微调，微调方式为：改变设计角度与曲率半径R，设计角度的可调控范围不超过±15°，曲率半径大于1500mm，重复步骤S3，对轨迹线进一步迭代优化，保证优化后的轨迹线满足曲率半径要求，同时最大程度保证设计角度；当所述优化后的轨迹线K修补部分与原轨迹线L在某段距离内的法向最大间距小于2mm时，曲率优化完毕；S6、检测优化后的轨迹设计角度是否满足设计要求，若不满足，则在角度不满足要求的轨迹点将曲线分割，重复所述S3，多次迭代，直至优化轨迹线修补部分与原轨迹线的法向最大距离小于2mm时结束，该轨迹线即为最终铺放轨迹线。

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