刘勇
,
吴颂平
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2009.03.016
本文针对热压成型工艺,利用多孔介质有效应力原理和体积平均方法,建立了三维流动-热-化学耦合的数值模型.该模型将密实过程中的纤维层视为可变形的多孔介质,从而能反映纤维层变形的影响.在此基础上,本文采用有限元方法,结合ALE移动网格方法处理动边界,对热压工艺密实过程进行了数值分析.计算结果表明,与非耦合的经典模型相比,该模型给出的结果与实验吻合得更好.
关键词:
热压成型
,
多孔介质
,
有限元
,
数值模拟
刘勇
,
吴颂平
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.02.017
针对热压工艺特点,将预浸料视为可变形的多孔介质,通过体积平均,建立了固化过程中温度、纤维应力和树脂流动多物理场耦合的数学模型.该模型考虑了纤维变形和体积分数变化的影响,反映了渗透率和纤维体积分数的关系.对于复合材料层合平板热压工艺,通过进一步简化,给出了一维固化方程,并进行了有限元数值分析.数值模拟中采用ALE移动网格方法来处理动边界问题.计算结果表明,与非耦合的经典模型相比,该模型给出的结果能更好地与实验吻合,层合板逐层压缩现象也和实验结果一致.而且该模型能预测树脂的排出量和纤维层间纤维体积分数的变化.
关键词:
热压工艺
,
多物理场
,
体积平均方法
,
树脂流动
,
数值模型
刘勇
,
吴颂平
复合材料学报
建立了复合材料热压工艺的三维热-化学-应力耦合数学模型.该模型考虑了整个工艺周期过程中的热-化学应变、材料的黏弹性效应、各向异性及玻璃化转变温度与固化度的关系.其中热-化学模型可采用完全耦合的形式求解,而应力模型则可采用单向耦合的形式求解.对AS4/3501-6层合平板的热压工艺过程用有限元方法进行了数值模拟,得到的层合板翘曲度与实验结果相符.计算结果表明,层合板厚度减小或长度增大,都会使翘曲变形增大,而工艺压强对翘曲变形影响很小.层合板的翘曲变形随着模具与层合板热膨胀系数差距的变小而减小.
关键词:
热压工艺
,
黏弹性效应
,
应力模型
,
有限元分析
,
翘曲度
