采用仿真技術(shù)對(duì)X850預(yù)浸料體系的工型長桁層壓件進(jìn)行了固化變形研究。仿真模型的內(nèi)容主要集中在零件成型的降溫過程,分析了邊界條件、網(wǎng)格尺寸、離散方法對(duì)仿真結(jié)果的影響,確定了仿真模型中的敏感參數(shù),在仿真結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果之間發(fā)生偏差的情況下,通過調(diào)整敏感參數(shù)修正仿真模型。結(jié)果表明,仿真結(jié)果會(huì)隨著單元尺寸的大小以及網(wǎng)格離散方法的改變而改變。考慮到計(jì)算成本和仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性,2 mm網(wǎng)格及單層離散方法為最佳選擇。在零件尺寸相對(duì)較小并且零件固化過程溫度均勻的情況下,此仿真模型能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)零件的變形趨勢(shì),采用調(diào)整敏感參數(shù)的方法修正后的仿真模型能夠較為精確地預(yù)測(cè)零件的變形量,仿真計(jì)算結(jié)果與零件實(shí)際測(cè)量的結(jié)果之間的偏差在8%以內(nèi)。 

【文章來源】：復(fù)合材料科學(xué)與工程. 2020,(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

工型長桁截面形式

零件在鋪貼完成后進(jìn)行真空袋的封裝,并在熱壓罐中180 ℃固化2 h。完成固化的工型長桁在自由狀態(tài)下緣條區(qū)和腹板區(qū)均存在一定程度的變形,如圖2所示。考慮到零件的尺寸和剛度,零件在腹板上的變形相對(duì)較小,使用較小的力就能夠?qū)⒘慵{(diào)整到理論位置。在后續(xù)的定位過程中也主要根據(jù)腹板面上的基準(zhǔn)進(jìn)行零件的定位,所以為了統(tǒng)一基準(zhǔn),在測(cè)量外形尺寸之前需要將零件按照腹板上的基準(zhǔn)調(diào)整到理論位置。即認(rèn)為腹板變形為零,只考慮緣條區(qū)域的變形。因此在后續(xù)的仿真模型建立過程中,也需要設(shè)定相同的邊界條,約束腹板區(qū)域的變形,只考慮緣條區(qū)域的變形。3 網(wǎng)格分析

采用不同的網(wǎng)格尺寸對(duì)零件進(jìn)行離散,對(duì)比分析網(wǎng)格尺寸對(duì)仿真結(jié)果的影響。如圖3所示,不同網(wǎng)格尺寸對(duì)仿真結(jié)果存在一定程度的影響,當(dāng)網(wǎng)格尺寸分別為1 mm、2 mm、4 mm和6 mm時(shí),零件的最大變形量分別為0.3235 mm、0.3234 mm、0.3185 mm和0.3064 mm。如圖4曲線所示:4 mm網(wǎng)格尺寸下的變形結(jié)果相對(duì)于6 mm網(wǎng)格尺寸下的變形結(jié)果增大了3.95%;2 mm網(wǎng)格尺寸下的變形結(jié)果相對(duì)于4 mm網(wǎng)格尺寸下的變形結(jié)果增大了1.54%;1 mm網(wǎng)格尺寸下的變形結(jié)果相對(duì)于2 mm網(wǎng)格尺寸下的變形結(jié)果增大了0.03%。當(dāng)網(wǎng)格尺寸減小時(shí)計(jì)算成本會(huì)明顯增加,由于網(wǎng)格由2 mm變?yōu)? mm后最大變形量的變化僅為0.03%,所以綜合考慮計(jì)算成本和仿真精度,后續(xù)的仿真模型將采用2 mm的網(wǎng)格對(duì)模型進(jìn)行離散。圖4 網(wǎng)格尺寸對(duì)仿真結(jié)果影響趨勢(shì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]U型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件熱壓罐固化變形及補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 劉望子,汪心文,管海新,李萌,許漂,陳正生.  航空制造技術(shù). 2017(16)
[2]復(fù)合材料C型梁回彈變形影響因素權(quán)重分析[J]. 楊青,劉衛(wèi)平,余木火,晏冬秀,陳萍,賈麗杰,徐鵬,魏冉.  航空制造技術(shù). 2017(07)
[3]復(fù)合材料V型構(gòu)件的固化變形預(yù)測(cè)及其工裝型面設(shè)計(jì)[J]. 王仁宇,關(guān)志東,王乾,蔣婷,黎增山.  材料導(dǎo)報(bào). 2017(02)
[4]復(fù)合材料L型結(jié)構(gòu)固化變形的數(shù)值模擬與補(bǔ)償[J]. 李彩林,余寧,文友誼.  塑料工業(yè). 2016(07)
[5]復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)固化過程數(shù)值分析方法研究[J]. 彭亮,毛偉,趙美英.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
[6]大型復(fù)合材料構(gòu)件固化變形分析方法研究進(jìn)展[J]. 鄭錫濤,劉振東,梁晶.  航空制造技術(shù). 2015(14)
[7]樹脂基復(fù)合材料曲面結(jié)構(gòu)件固化變形數(shù)值模擬[J]. 馬云榮,賀繼林,李棟,譚耀,徐雷.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2015(03)
[8]非對(duì)稱復(fù)合材料層壓板固化變形模擬與驗(yàn)證[J]. 李敏.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(21)
[9]復(fù)合材料T型整體化結(jié)構(gòu)固化翹曲變形模擬[J]. 李君,姚學(xué)鋒,劉應(yīng)華,岑章志,寇哲君,戴棣.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2009(01)

博士論文
[1]熱固性樹脂基復(fù)合材料的固化變形數(shù)值模擬[D]. 王曉霞.山東大學(xué) 2012
[2]大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)熱壓罐工藝溫度場權(quán)衡設(shè)計(jì)[D]. 張鋮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]飛機(jī)復(fù)合材料制件熱壓罐成型溫度場模擬與改善方法[D]. 傅承陽.南京航空航天大學(xué) 2013
[2]基于有限元模擬的復(fù)合材料構(gòu)件熱壓罐成型工藝研究[D]. 張吉.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]復(fù)合材料構(gòu)件固化成型的變形預(yù)測(cè)與補(bǔ)償[D]. 陳曉靜.南京航空航天大學(xué) 2011
[4]熱固性樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料固化變形研究[D]. 朱凌宇.南京航空航天大學(xué) 2010
[5]飛機(jī)復(fù)材零件熱壓罐成形復(fù)材工裝設(shè)計(jì)技術(shù)[D]. 李德尚.南京航空航天大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3381285