整体穿刺碳/碳复合材料是一种新型耐高温材料,由于具有良好的整体结构和较高的纤维体积含量,是制作高性能结构材料和热防护材料的优良基材,目前广泛应用于航空航天、化工、汽车、医疗以及其他高新技术领域。由于碳纤维立体织物成型工艺复杂,技术难度高,目前我国整体穿刺成型碳纤维立体织物织造设备以半机械、半自动化的装备为主,有的甚至是手工操作。本文在已研制完成的叠层机织碳布整体穿刺机穿刺加压设备的基础上,根据现有的工作空间,结合机织缎纹碳布的结构特点,对碳布输送装置进行设计并研究,主要包括以下几个方面:设计并研制了适用于叠层机织碳布整体穿刺机的碳布输送装置,该装置主要包括调偏机构,张力控制机构,送布机构,控布机构和压布机构;送布机构由滚珠丝杠驱动,采用悬臂式结构,便于送布机构进出穿区域,压布机构使用双轴气缸作为伸缩平台,结构简单,方便控制;各机构之间协同配合完成碳布输送。通过ANSYS对个关键件进行静力学分析,并通过ANSYS对滚珠丝杠进行模态粉丝,避免发生共振。通过复数矢量法和MATLAB程序对曲柄滑块进行了运动分析,并通过ADAMS对其进行运动仿真,对分析结果进行了验证。建立了非连续放卷张力模型,推导了张力波动与非连续加速度之间的线性关系模型;研究了放卷速度、卷径、等因素对放卷张力稳定的影响。采用自适应PID控制算法,获得的放卷张力仿真曲线具有响应快、稳定性高、超调量小等特点,张力波动呈现明显的周期性。在同一加速度条件下,张力波动随卷径的减小而增加;在同一卷径条件下,张力波动与加速度呈近似线性关系。