針對變截面、變軸線的復雜管狀復合材料試件在成型過程中模具難以設計、脫模難度大的問題,形狀記憶聚合物制作的主動變形芯模由于其主動變形及變剛度的特點,可以作為復雜異性結構成型過程的芯模,完成自動脫模。但是限制智能芯模廣泛使用的關鍵因素是在高溫吹塑時,聚合物力學性能差,大變形時芯模容易撕裂,可重復使用率低。為解決此問題,本文提出使用彈性纖維對聚合物進行復合,建立了纖維復合型智能芯模,分別對其力學性能和主動變形特征使用有限元方式進行驗證,探究其可行性。本文針對纖維復合型結構建立力學模型,從材料單胞分析其拉伸膜量、拉伸強度與材料參數(shù)和結構尺寸對應的關系;建立適用于聚合物材料的粘彈性本構模型,確立適用于本文聚合物的材料本構;用多項式函數(shù)對材料DMA曲線進行耦合,選取高溫吹塑時的材料參數(shù),使用遺傳算法函數(shù)對結構進行仿真優(yōu)化,得出優(yōu)化結構;建立優(yōu)化后的復合結構仿真模型,進行雙軸拉伸與正交彎曲模擬,分析其應力與應變情況,與純聚合物進行對比,驗證了結構優(yōu)化的可行性。根據(jù)優(yōu)化后的結構模型以及擬合后的材料本構,建立復合型芯模模型,使用ABAQUS進行成型過程仿真分析。先針對芯模氣壓和R角進行前期仿真篩選,以芯...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1形狀記憶效應原理圖[3]

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文第1頁第一章緒論1.1課題組研究的目的和意義形狀記憶聚合物(ShapeMemoryPolymer,SMP)為一種在外界刺激情況下，可以做出主動變形功能的新興智能材料[1]。外界激勵方式為通過改變外界環(huán)境，增加分子熱運動，從而提高基體溫度，而激發(fā)主動變....

圖1-3微觀層面的形狀記憶效應原理圖[4]

笱Чぱ?妒墾?宦畚?第3頁現(xiàn)形式為分子鏈。轉換相主要為網(wǎng)狀分子鏈構成，固定相主要為網(wǎng)狀分子鏈之間的節(jié)點構成。裝換相的分子鏈可進行自由移動——固定之間轉換：在溫度高于轉變溫度時被激活，可進行移動，此時對材料施加約束使其形變，在溫度低于轉變溫度時，形變被轉換相固定，維持材料臨時形態(tài)。....

圖1-4組合式金屬模具用于復合材料J型肋制造[23]

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文第5頁點為芯模設計，復雜形式的結構在制造過程中存在芯模難以脫模的問題。按照制造過程中傳統(tǒng)模具種類有整體式金屬模具、組合式金屬模具、熱膨脹式模具[14,15]；能適用于變截面，變口徑中空管狀復合材料成型的模具種類有：水溶性模具、3D打印模具、氣囊模具、....

圖1-5復合材料金屬組合模

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文第6頁機復合材料進氣道制作方案分別研究了組合式金屬模具以及水溶性模具的優(yōu)劣性，后在組合式金屬模具表面上包裹復合材料易碎殼，形成復合材料組合式模具。此改良后的復材外殼組合式芯模可以解決純金屬組合模具容易在拼裝活塊縫隙之間存在滲漏的問題，以及水溶性模具方....

本文編號：3957136