蒙皮層合結(jié)構(gòu)變形分析與設(shè)計(jì)工藝優(yōu)化.pdf

1、纖維編織復(fù)合材料是一種新型高溫結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能材料，不僅具有極好的生物相容性、高比強(qiáng)度、高比剛度、優(yōu)異的抗燒蝕性能及高溫下良好的力學(xué)性能保持度等特點(diǎn)，而且具有抗沖擊損傷性能好、抗分層、垂直結(jié)構(gòu)方向強(qiáng)度高、開裂不敏感、損傷擴(kuò)展慢的優(yōu)良品質(zhì)，因而廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。針對(duì)大型異質(zhì)層合制件在制造過程中通常出現(xiàn)一定變形的問題，利用有限元仿真技術(shù)，探索異質(zhì)層合變形的內(nèi)在原因，通過結(jié)構(gòu)和工藝等手段實(shí)現(xiàn)異質(zhì)層合材料變形的有效控制，提升大型異質(zhì)層合

2、復(fù)合材料方向的工程技術(shù)水平。
　　本研究在分析所用纖維編織復(fù)合材料微觀組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從材料研究新視角出發(fā)，以纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料微觀組織結(jié)為研究對(duì)象，在碳纖維大小的尺度上，依據(jù)纖維編織結(jié)構(gòu)和樹脂基體各自的性質(zhì)、各自的幾何狀態(tài)與取向狀態(tài)來預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì)纖維編織材料的性能與行為，確立了以“數(shù)字化、數(shù)值化、虛擬化、可視化”和“虛擬材料”技術(shù)手段為前提的“材料模型”建模思想，采用三維商用建模軟件CATIA完成了某飛機(jī)蒙皮CKFR-P

3、MCs編織型層合結(jié)構(gòu)幾何模型的建立。在有限元分析階段，首先對(duì)大型整體異質(zhì)層合制件做模流分析，旨在研究制件注射過程中出現(xiàn)變形情況，再設(shè)計(jì)一種使得注件在注塑過程中不會(huì)產(chǎn)生翹曲變形的虛擬材料和虛擬工藝，比較兩次注射過程各物理量隨時(shí)間的演變。模流分析真實(shí)地再現(xiàn)了注射過程中塑料熔體（流變體）在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)；準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了制件“注射-壓縮保持-冷卻”工藝流程中各個(gè)階段溫度、壓力等隨時(shí)間的演變。再對(duì)注塑過程狀態(tài)數(shù)值化，進(jìn)一步將數(shù)值化的狀態(tài)傳輸?shù)接邢?/p>

4、元分析軟件ABAQUS中進(jìn)行工藝分析，再現(xiàn)注射成型整個(gè)過程中制件表面溫度與應(yīng)力變化，研究工藝參數(shù)對(duì)制件變形的影響，達(dá)到優(yōu)化工藝的目的，得到了異質(zhì)層合復(fù)合材料在溫度載荷作用下的應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)以及位移場(chǎng)的分布，實(shí)現(xiàn)了不同有限元分析軟件之間數(shù)據(jù)的交換和狀態(tài)的繼承，建立了“注射壓縮模塑成型仿真平臺(tái)”，在此仿真平臺(tái)上可以完成“模具預(yù)熱-注射成型-壓縮成型-冷卻固化”這一完整的工藝流程中各個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)與工藝參數(shù)的計(jì)算性優(yōu)化，對(duì)大尺寸、跨尺度的