樹脂基復(fù)合材料曲面構(gòu)件固化變形過程數(shù)值模擬.pdf

1、纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料的應(yīng)用逐漸由裝備的非承力部位、次承力部位向大型主承力部位等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位轉(zhuǎn)化，固化變形仿真模擬技術(shù)可以通過在設(shè)計(jì)階段控制固化變形的復(fù)雜影響因素達(dá)到預(yù)測(cè)和控制復(fù)合材料大型構(gòu)件固化變形的目的。現(xiàn)有固化變形仿真技術(shù)已經(jīng)可以預(yù)測(cè)簡單外形構(gòu)件的固化變形，但還無法預(yù)測(cè)復(fù)雜曲面復(fù)合材料構(gòu)件的固化變形。論文研究復(fù)雜厚曲面復(fù)合材料構(gòu)件的固化變形問題，提出以計(jì)算流體力學(xué)求解復(fù)合材料材料坐標(biāo)系的方法，搭建復(fù)雜曲面復(fù)合材料構(gòu)件固化變形的多物理場

2、耦合有限元仿真模型。
　　基于傅里葉熱傳導(dǎo)定律和固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論對(duì)AS4\3501-6復(fù)合材料層合板固化反應(yīng)過程中溫度場和固化度場的分布和變化歷程進(jìn)行分析，利用COMSOL軟件搭建固化過程的熱-化學(xué)模型，得到了層合板內(nèi)部溫度和固化度的變化歷程。
　　分別研究固化過程中樹脂基體和纖維增強(qiáng)體的物理參數(shù)演變規(guī)律，利用細(xì)觀力學(xué)理論，搭建相應(yīng)復(fù)合材料體系的物理參數(shù)變化模型。運(yùn)用COMSOL軟件，根據(jù)復(fù)合材料力學(xué)理論，在熱-化學(xué)模型的

3、基礎(chǔ)上加入復(fù)合材料殘余應(yīng)力模塊，搭建復(fù)合材料固化變形模型。
　　研究納維-斯托克斯公式，通過對(duì)比纖維材料方向與流體定常流線之間的相似性，搭建用計(jì)算流體力學(xué)求解曲面復(fù)合材料曲面材料坐標(biāo)系的模型。再將其與復(fù)合材料變形模型整合，組成曲面復(fù)合材料固化變形模型。
　　最后，利用光纖光柵應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)和熱電偶溫度測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試了一個(gè)曲面復(fù)合材料構(gòu)件固化過程中應(yīng)變和溫度的變化歷程，與曲面復(fù)合材料固化變形模型的仿真結(jié)果作對(duì)比，驗(yàn)證本文曲面復(fù)合材