纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料由于輕質(zhì)、高強(qiáng)和可設(shè)計(jì)性好的優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用,尤其是整體化成型技術(shù)的發(fā)展,使得緊固件的數(shù)量大幅下降,在提高結(jié)構(gòu)承載力和密封性的同時(shí)降低了成本。可以說(shuō)高效復(fù)合材料的實(shí)現(xiàn)依賴于結(jié)構(gòu)的整體化,常見(jiàn)的加筋壁板、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩等均會(huì)采用整體化成型工藝。但復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的大型化、整體化也使得固化變形問(wèn)題更加突出,而探索復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的固化變形機(jī)理可以為提高復(fù)合材料的成型質(zhì)量和裝配精度打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),有助于復(fù)合材料的低成本、高質(zhì)量制造和大范圍應(yīng)用,具有重要的研究意義與價(jià)值。本文借助ABAQUS軟件及其子程序?qū)?fù)合材料結(jié)構(gòu)件的固化成型過(guò)程進(jìn)行了仿真模擬,通過(guò)熱傳導(dǎo)-化學(xué)模型和三維黏彈性本構(gòu)模型的順序耦合分析了溫度、固化度、應(yīng)力、應(yīng)變及變形的時(shí)間演變和空間分布規(guī)律,并通過(guò)與文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證了模型的可靠性。首先,從簡(jiǎn)單的蜂窩夾芯板入手,為了對(duì)其固化成型過(guò)程進(jìn)行光纖光柵監(jiān)測(cè),在原有成型工藝的基礎(chǔ)上增加了預(yù)固化過(guò)程,結(jié)果表明增加預(yù)固化過(guò)程可使光纖布拉格光柵（Fiber Bragg Grating,FBG）傳感器能在一定程度上捕捉到升溫階段的應(yīng)變。另外,為了研究不同鋪層... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２兩種機(jī)型上各種材料的占比．（ａ）Ｂ７８７；?（ｂ）Ａ３５０??Ｆｉｇ．?１－２?Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅａｃｈ?ｍａｔｅｒｉａｌ?ｉｎ?ｔｗｏ?ｔ＞?ｐｅｓ?ｏｆ?ａｉｒｃｒａｆｔｓ．?（ａ）Ｂ７８７；?（ｂ）Ａ３５０??１．１．２?固化變形的產(chǎn)生及控制??纖維復(fù)合材料的低成本、高質(zhì)量制造一直是研究的重點(diǎn)，而復(fù)合材料的固化??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???構(gòu)的強(qiáng)度和疲勞壽命，甚至造成零件報(bào)廢［２］。??纖維復(fù)合材料固化變形的原因有很多，總的來(lái)說(shuō)可以分為內(nèi)部因素和外部因??素，如圖１－３所示。??Ｃ?固化變形??５３?Ｉ外因｜??Ｉ?Ｉ???＊熱膨脹系數(shù)各向異性＊模具件相互作用??？?Ｗ?化收縮??＂／?：?？四化工藝??？?jī)汉涡螤罴俺叽?ｕｒｎ髓／時(shí)間、開(kāi)降溫速率等??？鋪層順序?ｊ?？其他因素??纖維體枳含最梯度等???圖１－３固化變形產(chǎn)生的原因??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｈｅ?ｒｅａｓｏｎ?ｆｏｒ?ｃｕｒｉｎｇ?ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ??內(nèi)部因素主要是指材料的木征屬性、幾何形狀和鋪層順序。??在復(fù)合材料的本征屬性方面，Ｒａｄｆｏｒｄ等［６Ｈ人為復(fù)合材料本身熱膨脹和化學(xué)??收縮系數(shù)等參數(shù)的各向異性使得層內(nèi)和層間不同方向上變形不一致，這是導(dǎo)致固??化變形的主要原因之一。在幾何形狀方面，平板件和帶有曲面的結(jié)構(gòu)件（Ｌ／Ｖ／Ｔ??型等）其變形有明顯的不同，準(zhǔn)各向同性鋪層（［４５／０／－４５／９０］ｓ）的平板件通常會(huì)產(chǎn)??生翹曲變形，變形后為典型的鞍狀［＇而帶有拐角的結(jié)構(gòu)件往往會(huì)發(fā)生回彈變形，??存在ｓｐｒｉｎｇ－ｉｎ的行為＾而長(zhǎng)度、厚度、拐角角度、拐角半徑等幾何因素均會(huì)對(duì)??最終的變形產(chǎn)生影響。對(duì)于平板件來(lái)說(shuō)，研究［８］發(fā)現(xiàn)其翹曲大小與長(zhǎng)度的三??次方成正比。而對(duì)于Ｌ型結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō)，法蘭長(zhǎng)度是影響其ｓｐｎｎｇ－ｉｎ行為的重要??參數(shù)；：＾？口３等［１１］通過(guò)熱壓罐成型制備了單向鋪層、準(zhǔn)各向同性鋪層和正交鋪??層的Ｌ型結(jié)構(gòu)件，發(fā)現(xiàn)其平均變形量及其分散性與〇度鋪層數(shù)有關(guān)，包含〇度??鋪層的平均變形量和分散性更校不同鋪層順序

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???時(shí)間短和環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。但低溫下固化也會(huì)導(dǎo)致界面性能低的問(wèn)題，而且在復(fù)??雜形狀和大厚度的零件制造方面有一定困難紫外輻射固化具有固化速度快、??固化收縮孝黏度低、黏合力好和熱穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。但只適用于由透明增強(qiáng)材料和??透明樹(shù)脂構(gòu)成的復(fù)合材料的固化［２６］。而微波固化能夠同時(shí)加熱整個(gè)材料，因而可??以大幅減少變形、提高固化效率，但絕大部分環(huán)氧樹(shù)脂固化體系的吸波能力很弱，??固化均勻性難以保證［２７］。??不同控制變形方法的相對(duì)效果展示在圖１－５中＠１，可見(jiàn)型面補(bǔ)償法是現(xiàn)今最??有效的方法之一，其次，調(diào)整零件厚度、鋪層順序和尺寸的效果也比較好。??１?－?—??０?？????１?－?§??ＣＤ?—?ＴＯ??§?■?Ｉ?．１??＜２?＿?＝?Ｅ?ｘｓ??ｅｇ?￡?５??名－１?￣￣?Ｉ?１??３．｜?Ｓ?￣￣｜ｐ—｜?ＪＬ＿?Ｉ??〇?－?５?５?〇＞?￡??〇?－?ｓ?＾?ｓ＊?Ｉ?Ｉ?Ｓ??５?－?ｇ?５?＾?〇?Ｉ?〇?Ｓ??＿①?zèng)V努?Ｅ?Ｉ?Ｉ??■?ａ?＾?（〇?ａ?￡?ｉ２??－４１?１?Ｍ?１?Ｍ?１?Ｍ?１?Ｍ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?＾?Ｉ?＾?Ｉ?＾??Ｍｅｔｈｏｄ??圖１－４不同控制變形方法的相對(duì)效果圖??Ｆｉｇ．?１－４?Ｒｅｌａｔｉｖｅ?ｅｆｆｅｃｔ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄｓ??１．２國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀??１．２．１固化過(guò)程的數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀??鑒于型面補(bǔ)償法耗時(shí)耗力，若能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)復(fù)合材料的固化變形情況，就不必??通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)來(lái)調(diào)整模具。數(shù)值模擬方法

【參考文獻(xiàn)】：
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