本文關鍵詞：自動鋪絲構件成型缺陷形成機理及檢測技術研究

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【摘要】：自動鋪絲是一種重要的復合材料自動化成型方法,可實現(xiàn)連續(xù)變角度鋪放,適合大曲率復雜構件的制造,但在成型過程中會受到多種加工參數(shù)的影響,產(chǎn)生成型缺陷,影響成型質量。本文針對自動鋪絲構件在成型過程中產(chǎn)生的氣泡和分層這兩個主要缺陷,旨在建立起二者與鋪放溫度和鋪放壓力等工藝參數(shù)之間的內在聯(lián)系,為自動鋪絲技術的工程化應用提供理論基礎。首先,從理論上研究了氣泡和分層的形成機理。通過氣泡內部的壓力變化建立了氣泡生長、縮小與鋪放溫度、鋪放壓力的關系;通過對樹脂的滲透率的研究獲得了分層與鋪放溫度、鋪放壓力的關系,為下一步數(shù)值建模奠定了理論基礎。然后,通過數(shù)值建模與有限元分析進一步研究了氣泡和分層與鋪放溫度、鋪放壓力的關系。建立了氣泡生長模型并通過MATLAB進行了求解,得到了在不同鋪放溫度和壓力下氣泡直徑的變化曲線;建立了預浸絲的固化變形模型和樹脂流動模型并利用COMSOL Multiphysics進行了有限元仿真,得到了分層與鋪放溫度和壓力的關系。最后,進行了氣泡缺陷的檢測實驗。通過對比選擇了主動式紅外檢測技術對氣泡缺陷進行檢測,通過正交實驗得到了在加工參數(shù)水平范圍內獲得氣泡最小直徑的加工參數(shù)的最優(yōu)組合解,并驗證了之前理論研究的正確性。
【關鍵詞】：自動鋪絲 成型缺陷 機理分析 數(shù)值模擬 缺陷檢測
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V250
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀及分析11-14
• 1.2.1 自動鋪絲構件成型缺陷形成機理11-12
• 1.2.2 缺陷檢測技術12-13
• 1.2.3 國內外研究現(xiàn)狀的簡析13-14
• 1.3 本文的主要研究內容14-15
• 第2章 自動鋪絲構件成型缺陷形成機理研究15-21
• 2.1 氣泡形成的機理研究15-19
• 2.1.1 氣泡均勻成核過程16-17
• 2.1.2 機械作用下的氣泡形成過程17
• 2.1.3 氣泡的生長過程17-19
• 2.2 分層形成的機理研究19-20
• 2.3 本章小結20-21
• 第3章 自動鋪絲構件成型缺陷數(shù)值建模研究21-27
• 3.1 預浸絲的固化變形模型21-23
• 3.2 氣泡生長模型23-25
• 3.3 樹脂流動模型25-26
• 3.4 本章小結26-27
• 第4章 自動鋪絲構件成型缺陷的有限元分析27-35
• 4.1 常見有限元軟件比較27-28
• 4.2 預浸絲固化變形模型的有限元仿真28-32
• 4.3 氣泡生長模型的求解32-34
• 4.4 本章小結34-35
• 第5章 氣泡缺陷檢測的實驗研究35-45
• 5.1 缺陷檢測技術比較35-38
• 5.1.1 超聲特征掃描技術（超聲F掃描）35-36
• 5.1.2 主動式紅外檢測技術36-38
• 5.2 氣泡缺陷檢測試驗38-44
• 5.2.1 樣品制備39-41
• 5.2.2 缺陷檢測41-42
• 5.2.3 實驗結果與討論42-44
• 5.3 本章小結44-45
• 結論45-47
• 參考文獻47-51
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果51-53
• 致謝53

【參考文獻】

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本文編號：949863