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针对复合材料制件在成型过程中的固化变形这一关键技术问题,通过在模具与复合材料制件之间引入剪切层的方法,建立了预测复合材料制件固化变形的解析计算模型和有限元仿真模型.剪切层的剪切模量用来衡量固化过程中模具与复合材料制件之间的相互作用,其数值大小通过与实验数据进行比对而得到.基于建立的固化变形模型,与文献中已有的实验结果进行了比较.结果表明:所建立的模型具有较高的可靠性.同时针对L型复合材料制件建立了三维有限元仿真模型,模型中除考虑材料各向异性和化学收缩效应以外,还将成型过程中模具与复合材料制件间的相互作用考虑在内.模拟结果表明:引入模具作用后L型零件的固化变形预测结果更加准确.

关键词: 复合材料 , 固化变形 , 有限元仿真 , 解析模型 , 模具-制件相互作用

热固性树脂基复合材料热隔膜成型过程数值仿真

元振毅 , 王永军 , 杨凯 , 刘天骄 , 王俊彪 , 魏生民 , 赵国强 , 魏俊鹏

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151028.001

为研究制件成型过程中的层间滑移情况及固化后的回弹变形，首先，利用自行开发的热隔膜成型装置制备了热固性树脂基复合材料C型制件。同时，针对热隔膜成型过程建立了三维数值仿真模型；该模型由3个复合材料固化过程子模型构成，包括热-化学模型、层间滑移模型和固化变形模型。然后，在此基础上将固化过程中复合材料性能的时变特性引入到仿真模型中，并将仿真结果与文献中的实验结果进行比较。最后，利用建立的仿真模型对热隔膜成型过程进行了数值模拟，并与实验进行比对，重点研究了成型过程中温度、固化度分布、层间滑移以及固化变形情况。所得结果证明所建立的数值模型对热隔膜成型过程的预测具有较高的可靠性及准确性，可以为后续热隔膜成型参数优化和模具修正提供参考。

关键词: 热固性树脂基复合材料 , 热隔膜成型 , 层间滑移 , 数值模拟 , 固化变形

基于材料性能时变特性的复合材料固化过程多场耦合数值模拟

元振毅 , 王永军 , 张跃 , 杨选宏 , 王俊彪 , 魏生民

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140328.001

针对热固性树脂基复合材料固化过程中各种复杂的物理化学变化之间的相互影响,建立了基于材料性能时变特性的复合材料固化过程的二维多场耦合计算模型.该模型由已知的3个经典复合材料固化过程子模型构成,包括热-化学模型、树脂黏度模型和树脂流动模型.在此基础上,将固化过程中材料性能的时变特性引入多场耦合计算模型中.通过与文献中实验结果的比较,证明了所建立的模型具有较高的可靠性.对AS4/3501-6复合材料层合平板的固化过程进行了数值模拟,重点研究了固化过程中纤维体积分数变化及材料参数的时变特性对固化过程中温度、固化度和树脂压力等参量的影响.分析结果表明:考虑纤维体积分数变化和材料性能的时变特性后,固化过程中复合材料层合板中心温度峰值明显减小,树脂压力随时间的变化将有所滞后.

关键词: 复合材料 , 固化 , 树脂流动 , 数值模拟 , 耦合关系

热固性树脂基复合材料构件固化变形数值模型

孔繁锦 , 陈永当 , 元振毅 , 王永军

材料开发与应用

针对树脂基复合材料构件固化过程中的固化翘曲变形这一关键技术问题,通过引入剪切系数的方法来代替固化过程中模具与复合材料之间的相互作用,建立了预报树脂基复合材料构件固化变形的数值计算模型.通过少量实验数据来确定模具与复合材料之间的剪切系数,进而预测复合材料构件的固化变形.通过与文献中实验结果的比较证明了所建立的模型具有较高的可靠性.实验与计算结果表明,该模型能够在不考虑复杂的材料参数变化的情况下对不同结构尺寸及不同工艺参数下的复合材料构件的固化变形进行较为准确地预测.

关键词: 热固性复合材料 , 数值模型 , 固化变形 , 模具零件相互作用

轨道交通高性能减振道床系统减振效果分析

李元康 , 王安斌 , 张喆玉 , 王志强 , 徐宁

材料开发与应用

为评估地铁低速行驶时高性能减振道床相对于普通道床的减振效果,通过有限元仿真和对郑州地铁2号线进行在线测试,对新型组合式道床系统进行动态响应分析研究.结果表明,相对于普通道床,组合道床隔振频率较低,而pinned-pinned频率基本一致;对于道床基础振动,组合道床相对普通道床垂向最大减振16.8 dB,横向最大减振9.6 dB.

关键词: 道床系统 , 有限元 , pinned-pinned频率 , 减振性能

CSP轧机振纹振动致振机理研究

王永涛 , 臧勇 , 吴迪平 , 秦勤

钢铁

对轧机振动性质、致振机理进行了研究,通过对连轧机组中发生振动的F2、F3轧机进行的现场测试和分析发现,轧机振动以水平方向为主,轧辊和轧件上的振纹频率和振动频率相同,并且将最终振纹折算到轧制界面上后其长度与接触弧长相等.这说明振纹与接触弧有直接的联系.提出了CSP轧机的辊面振纹扩展致振机理,即轧机振纹是工作辊初始振纹在轧制过程中逐渐在辊面扩展形成,轧辊表面振纹引起并加剧了轧机的非正常振动.该理论对同类轧机振动抑制具有重要理论和应用价值.

关键词: CSP轧机 , 振动 , 振纹 , 轧制界面

CSP轧机振纹振动致振机理研究

王永涛 , 臧勇 , 吴迪平 , 秦勤

钢铁

对轧机振动性质、致振机理进行了研究，通过对连轧机组中发生振动的F2、F3轧机进行的现场测试和分析发现，轧机振动以水平方向为主；轧辊和轧件上的振纹频率和振动频率相同，并且将最终振纹折算到轧制界面上后其长度与接触弧长相等。这说明振纹与接触弧有直接的联系。提出了CSP轧机的辊面振纹扩展致振机理，即轧机振纹是工作辊初始振纹在轧制过程中逐渐在辊面扩展形成，轧辊表面振纹引起并加剧了轧机的非正常振动。该理论对同类轧机振动抑制具有重要理论和应用价值。

关键词: CSP轧机;振动;振纹;轧制界面