發(fā)布時(shí)間：2021-02-21 08:41

　　在熱固性樹(shù)脂纖維增強(qiáng)復(fù)合材料熱壓罐固化工藝中,部件會(huì)出現(xiàn)固化變形,固化過(guò)程中影響部件變形的因素有樹(shù)脂流動(dòng)、熱應(yīng)變、化學(xué)收縮應(yīng)變以及殘余應(yīng)變。其中熱傳遞和化學(xué)反應(yīng)作為強(qiáng)耦合過(guò)程通常合并為熱化學(xué)模型一同考慮,而假設(shè)樹(shù)脂流動(dòng)在固化反應(yīng)開(kāi)始前已經(jīng)停止。這個(gè)假設(shè)在薄壁層合板的固化過(guò)程中是成立的,但在厚截面復(fù)合材料的固化過(guò)程中,樹(shù)脂流動(dòng)壓實(shí)過(guò)程與固化反應(yīng)過(guò)程有較大重疊,需要與其他物理過(guò)程耦合考慮。本文將熱化學(xué)模型、樹(shù)脂流動(dòng)模型和應(yīng)力應(yīng)變模型完全耦合起來(lái),使用完全耦合的數(shù)學(xué)模型模擬了單向纖維厚截面復(fù)合材料（AS4/3501-6）在熱壓罐工藝中的固化過(guò)程,通過(guò)數(shù)值仿真計(jì)算,預(yù)測(cè)固化過(guò)程中產(chǎn)生的固化變形。通過(guò)改變加壓時(shí)機(jī)和壓力邊界條件來(lái)改變樹(shù)脂流動(dòng)情況,驗(yàn)證了樹(shù)脂流動(dòng)對(duì)固化變形的影響。最后通過(guò)改變復(fù)合材料版的尺寸,研究了面內(nèi)尺寸對(duì)復(fù)合材料板固化過(guò)程樹(shù)脂流動(dòng)的影響。結(jié)果表明,在厚截面復(fù)合材料固化的過(guò)程中,樹(shù)脂的流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂分布不均勻,在垂直于纖維鋪設(shè)方向的一個(gè)截面,在固化結(jié)束時(shí),會(huì)出現(xiàn)兩邊樹(shù)脂多,中間樹(shù)脂少的情況。通過(guò)調(diào)整壓力邊界條件,能夠有效地解決橫向樹(shù)脂分布不均的問(wèn)題。在對(duì)不同尺寸的單向纖維復(fù)合材料... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)民航大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：56 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義
    1.3 熱壓罐制造工藝
        1.3.1 復(fù)合材料預(yù)浸料
        1.3.2 熱壓罐工藝
    1.4 復(fù)合材料固化過(guò)程研究現(xiàn)狀
        1.4.1 樹(shù)脂流動(dòng)研究現(xiàn)狀
        1.4.2 固化變形研究現(xiàn)狀
    1.5 本文內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 固化變形完全耦合數(shù)學(xué)模型
    2.1 引言
    2.2 體積平均理論
    2.3 熱固性樹(shù)脂的固化
    2.4 熱固性樹(shù)脂固化動(dòng)力學(xué)模型
    2.5 固化過(guò)程中的熱傳遞
    2.6 樹(shù)脂流動(dòng)壓實(shí)模型
        2.6.1 壓實(shí)過(guò)程概述
        2.6.2 樹(shù)脂流動(dòng)模型
    2.7 應(yīng)力應(yīng)變模型
    2.8 材料屬性
    2.9 多物理場(chǎng)耦合復(fù)合材料固化過(guò)程數(shù)值模型建立
    本章小結(jié)
第三章 復(fù)合材料固化過(guò)程數(shù)值模擬及驗(yàn)證
    3.1 計(jì)算模型建立
    3.2 材料屬性
    3.3 COMSOL多物理場(chǎng)有限元分析軟件建模步驟
    3.4 復(fù)合材料固化度場(chǎng)和溫度場(chǎng)仿真算例
    3.5 樹(shù)脂流動(dòng)壓實(shí)模型仿真算例
    3.6 固化變形仿真算例
    本章小結(jié)
第四章 復(fù)合材料固化變形的計(jì)算及壓實(shí)過(guò)程對(duì)固化變形的影響研究
    4.1 引言
    4.2 固化變形計(jì)算模型的建立
    4.3 計(jì)算結(jié)果與討論
        4.3.1 順纖維方向截面的固化變形
        4.3.2 垂直纖維方向截面的固化變形
        4.3.3 工藝壓力和壓力邊界條件對(duì)樹(shù)脂分布的影響
    本章小結(jié)
第五章 復(fù)合材料板尺寸對(duì)復(fù)合材料固化參數(shù)的影響
    5.1 引言
    5.2 部件厚度對(duì)復(fù)合材料固化度和溫度場(chǎng)的影響
    5.3 順纖維方向尺寸變化對(duì)復(fù)合材料固化參數(shù)的影響
    5.4 垂直于纖維方向尺寸變化對(duì)復(fù)合材料固化參數(shù)的影響
    本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]基于模具-制件相互作用的復(fù)合材料制件固化變形數(shù)值模型[J]. 元振毅,王永軍,王俊彪,魏生民.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2016(04)
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[4]樹(shù)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)
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