本文研究了复合材料纤维缠绕成型工艺中的线型设计及其实现方法。以不等极孔壳体作为纤维缠绕线型的分析案例,通过均匀布满线型设计、机器运动路径规划、纤维缠绕CAD/CAM一体化软件平台的搭建等过程,实现了不等极孔壳体纤维缠绕线型设计及平台开发。本研究可以为纤维缠绕壳体以及其它回转体的纤维缠绕线型设计提供一定的参考,本文的主要工作如下:1、研究了纤维缠绕线型的特点和基本规律,根据芯模上纤维缠绕轨迹的受力分析和微分几何基本原理建立了基于非测地线理论的纤维缠绕模型。分别推导出了筒身段和封头段的缠绕角及中心转角微分方程组,并通过龙格库塔法实现了对方程组的精确求解。2、分别对封头段缠绕轨迹和筒身段缠绕轨迹进行求解,针对不等极孔壳体的左右赤道处缠绕角有无交集对应的两种情况,分别进行缠绕方案设计。特别地,对于左右赤道处缠绕角无交集的情况,给出了筒身段非测地线和调整芯模结构两种解决方案。3、论述了连分数的基本理论,基于连分数对纤维缠绕规律进行了表征,结合最优化算法对芯模上各段滑移系数进行优化,使芯模上缠绕角连续平滑过渡且缠绕轨迹与两端极孔同时相切,实现了纤维缠绕线型的均匀布满设计,并通过可视化技术对设计结果进行了仿真。4、基于对四轴数控缠绕机的运动分析,建立了纤维缠绕四坐标联动的数学模型,为了求解各轴运动方程,提出了三种约束轨迹,即开放平面约束、恒定悬纱长度约束、等偏置轮廓约束。对不同约束条件下的机床运动特点进行了对比分析,并将各轴的运动数据转换成了机器可识别的数控代码。5、基于本文算法内核和C++编程语言,以MFC为基本框架,结合GSL计算库和Open GL图形库搭建了壳体的纤维缠绕仿真平台,实现了纤维缠绕过程的动态显示、实际缠绕结果的静态仿真以及实际机器代码的生成。最后通过缠绕实验验证了本文算法和软件平台的合理性和准确性。