马云荣
,
贺继林
,
李栋
,
谭耀
,
徐雷
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20141028.004
为了研究树脂基复合材料曲面结构件的固化变形过程,首先分析了碳纤维增强树脂基复合材料在固化过程中密度、模量、热膨胀系数、比热容及热传导系数等材料物性的变化,并将这些变化引入到数值模拟当中.接着,针对复合材料复杂曲面结构件,提出了利用定常流动的流线方程构建曲线坐标系的新方法.然后,根据建立的曲线坐标系,运用有限元法计算了某轻型飞机机翼上蒙皮板在固化过程中内部温度、固化度和内应力的分布情况以及材料物性随固化度的变化情况.最后,计算了由于内部温度场和固化度场的不均匀、热膨胀系数的各向异性和固化引起的树脂体积收缩而导致的结构变形.结果表明:引入材料物性变化使固化过程的数值模拟更加合理、模拟结果更加精确,利用定常流动的流线方程构建的曲线坐标系适用于复合材料曲面结构件的有限元分析.所得结论对研究树脂基复合材料的固化变形过程和各向异性复合材料复杂曲面构件的三维实体建模均具有指导意义.
关键词:
复合材料
,
曲面结构件
,
曲线坐标系
,
有限元分析
,
内应力
,
固化变形
元振毅
,
王永军
,
王俊彪
,
魏生民
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150729.002
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
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
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
