鋪層間熔合是指相鄰兩鋪層表面，當加熱到溫度高于自身基體熔化溫度時，并在一定的鋪放壓力作用下，會發(fā)生一鋪層表面的分子向另一鋪層擴散的現(xiàn)象[17]。分子擴散的距離決定了鋪層間強度，這與溫度、壓力與擴散時間有關。基于鏈的塌滑理論，研究人員分別對等溫條件下與非等溫條件下，熱塑性聚合物的熔合模型進行了研究，建立鋪層間強度與鋪放溫度、鋪放壓力之間的函數(shù)，找出熔合所需的最佳時間，為纖維鋪放過程提供壓輥壓實的時間參數(shù)[21-24]。

在溫度一定的條件下，鋪層間的緊密接觸度與鋪層間熔合由鋪放壓力和施壓時間來決定。研究人員對此建立了二維的可壓縮的牛頓流體模型，對壓輥及所接觸鋪層的壓力場分布進行了較為深入的研究[7]。此外，鋪放壓力還影響基體材料的孔隙率，目前所見文獻，僅通過試驗的對比進行了定性研究，定量研究未見報道。

纖維鋪放軌跡規(guī)劃算法研究

       鑒于自動纖維帶鋪放主要用于加工形狀簡單的平板類或類平板類復合材料構件。這里所研究的纖維鋪放軌跡規(guī)劃算法主要針對自動纖維絲鋪放而言。由于自動纖維絲鋪放設備具有可靈活操作的鋪放頭及鋪放所采用的預浸纖維絲寬度窄等特點，可用于加工形狀復雜的自由曲面復合材料構件。

目前，在實際生產中，應用最為廣泛的是采用定角度纖維鋪放所制造的0°鋪層、45°鋪層和90°鋪層[25-29]?；谏鲜鲣亴樱槍Σ煌螤畹膹秃喜牧蠘嫾?，國內研究人員提出了不同的軌跡規(guī)劃算法。例如，針對自由曲面復合材料構件，研究了基于等距線、等分點原理的2 種軌跡規(guī)劃算法；針對S 形進氣道，在分析等鋪放角法和等距偏置法2 種軌跡規(guī)劃方法的基礎上, 提出基于纖維帶邊緣曲線的軌跡規(guī)劃方法及將等鋪放角法和等距偏置法2 種軌跡規(guī)劃方法相結合, 提出以曲線在曲面內等距偏置為核心的鋪放軌跡優(yōu)化方法。
荷蘭代爾夫特理工大學的研究人員提出了“變剛度”鋪層鋪放的概念，這類鋪層剛度的變化是由于鋪放角度的不斷變化所導致的，針對變角度纖維鋪放，他們研究了測地線方式、常曲率方式及角度線性變化方式的軌跡規(guī)劃算法[30-32]。自動鋪帶軌跡規(guī)劃中采用的測地線算法，也可歸為變角度纖維鋪放。

 針對不同類型的自由曲面復合材料構件，在纖維鋪放過程中，如何避免或減少除構件邊緣外的剪切和重送，是軌跡規(guī)劃算法研究的一個主要出發(fā)點。因為復合材料構件鋪層內部過多的剪切與重送，一方面會對復合材料構件的外形精度和各項性能產生影響，另一方面會使纖維鋪放過程的復雜程度加劇，不利于生產效率的提高。由于軌跡規(guī)劃算法直接影響所形成鋪層的力學特性，滿足鋪層力學特性的需要，也是設計和研究軌跡規(guī)劃算法的一個主要出發(fā)點。

       目前，我們提出了一種新的變角度軌跡規(guī)劃算法，可實現(xiàn)錐殼類零件、外殼類零件及變截面接頭類零件的加工制造，如圖3所示。變角度軌跡規(guī)劃算法在上述零件的具體實現(xiàn)中，其最大優(yōu)點是避免了除零件端面外的剪切與重送，可簡化纖維鋪放過程，提高加工效率。同時，改變初始鋪放角，還可以改變零件的固有頻率，對改善整體系統(tǒng)的共振，具有一定的作用。

鋪層特性研究

鋪層特性研究主要針對復合材料構件在不同的工況條件下，對其進行靜力學分析或動態(tài)響應分析，通過分析結果，對鋪層進行優(yōu)化，以得到滿足設計要求的鋪層為最終目標。