热压罐成型工艺复合材料变形仿真技术综述
Journal: Project Engineering DOI: 10.12238/pe.v3i1.11403
Abstract
总结了热压罐成型工艺中复合材料变形产生的机理以及影响因素,并阐述了基于仿真的变形控制方法相对于传统方法的优点,最后详细介绍了热压罐成型工艺中变形计算方法。将热压罐成型工艺中复材变形计算解耦为工装温度场计算、复材温度场与固化计算、复材回弹变形计算。从计算模型、控制方程、输入参数及参数试验和文献统计等方面详细介绍了热压罐成型工艺中复合材料变形计算模型。统计文献表明工装温度场计算误差约小于8%,复合材料变形计算误差约小于15%。
Keywords
复合材料;固化变形;有限元仿真;控制方程
Full Text
PDF - Viewed/Downloaded: 0 TimesReferences
[1] 戴煜.面向航空航天需求的先进材料及特种热工装备[C]//2021国际产学研用合作会议(南昌)报告摘要选集,2021.
[2] 杨青,卫原平,刘卫平.复合材料C/L型结构固化变形的影响因素分析[J].航空制造技术,2019,62(04):87-94+101.
[3] 唐占文,张博明.复合材料设计制造一体化中的固化变形预报技术[J].航空制造技术,2014(15):32-37.
[4] 庞杰.复合材料结构固化变形分析及其控制[D].南京航空航天大学,2010.
[5] 岳广全.整体化复合材料壁板结构固化变形模拟及控制方法研究[D].哈尔滨工业大学,2010.
[6] 张晨群,鲍益东,安鲁陵.基于XFlow的热压罐成型过程温度场模拟[J].航空制造技术,2020,63(03):76-83.
[7] 袁喆.复合材料成型热压罐设备智能监控系统的开发和实现[D].电子科技大学,2021.
[8] 杨旭锋.复合材料管成型残余应力分析及承载性能分析[D].大连理工大学,2022.
[9] 熊蓉,安鲁陵,花蕾蕾.热压罐成型过程中框架式模具温度场模拟与分析[J].宇航材料工艺,2020,50(01):15-21.
[10] 吕佳镁,马贵春,郭靖宇.基于COMSOL的热压罐成型模具温度场分析[J].中北大学学报(自然科学版),2021,42(05):412-418.
[11] 郭靖宇,岳光,吕佳镁.基于流体动力学的热压罐框架式模具温度场优化[J].兵工学报,2022,43(01):233-240.
[12] 刘欣宁,李成思.树脂基复合材料固化过程中固化度场和温度场数值模拟[J].机械制造,2017,55(12):73-76+84.
[13] 朱海华,张俐,余宁.复合材料薄壁零件固化过程模拟及变形预测[J].塑性工程学报,2020,27(03):146-153.
[14] 张晨群,鲍益东,安鲁陵.基于XFlow的热压罐成型过程温度场模拟[J].航空制造技术,2020,63(03):76-83.
[15] 孙立帅,刘闯,李玉军.变厚度复合材料U型零件固化变形仿真预测与结构影响因素[J].复合材料学报,2023,40(01):553-566.
[16] 元振毅,王永军,杨凯.热固性树脂基复合材料热隔膜成型过程数值仿真[J].复合材料学报,2016,33(07):1339-1350.
[17] 闵荣,元振毅,王永军.基于黏弹性本构模型的热固性树脂基复合材料固化变形数值仿真模型[J].复合材料学报,2017,34(10):2254-2262.
[18] 陈静,纪斌逸,许国栋,等.基于Simcenter3D平台的高性能复合材料热压罐工艺仿真分析[J].中国战略新兴产业,2018,(026):50-52.
[19] 陈剑州,冷晟,董海伟.基于Simcenter3D的复合材料U形件固化成型仿真分析[C]//中国航空学会.第五届中国航空科学技术大会论文集.北京航空航天大学出版社(BEIHANGUNIVERSITYPRESS),2021:5.
[20] 张晨群,鲍益东,杨智勇.基于路径相关本构模型的大型薄壁曲面复合材料零件固化变形分析[J].宇航材料工艺,2022,52(06):92-97.
[21] 徐强.复合材料热压罐成型工艺仿真技术研究综述[J].航空制造技术,2020,63(15):34-38+47.
[22] 元振毅,王永军,蔡豫晋.复合材料制造过程仿真技术综述[J].航空制造技术,2017(04):47-53.
[23] 王晓霞,贾玉玺,程程.树脂传递模塑工艺的模内固化及复合材料脱模变形[J].高分子材料科学与工程,2010,26(09):151-154.
[24] 刘旭东.改性环氧树脂裂缝修补材料制备及其热解动力学研究[D].新疆大学,2019.
[25] 祁国成,张博明,叶金蕊.T800级碳纤维/环氧预浸料固化过程研究[C]//中国科学技术协会,河北省人民政府.第十四届中国科协年会第11分会场:低成本、高性能复合材料发展论坛论文集,2012:6.
[26] 尚云东.复合材料层合板宏细观残余应力粘弹性分析[D].武汉理工大学,2016.
[27] SVANBERGJM,HOLMBERGJA.PredictionofshapedistortionsPartI.FE-implementationofapathdependentconstitutivemodel[J].CompositesPartA,2004,35(6):711-721.
[28] 鲍益东,何瑞,宋云鹤.二维编织碳纤维增强树脂复合材料一步法铺层展开[J].复合材料学报,2022,39(07):3144-3155.
[29] 王雪华,陈俊林,满珈诚.复合材料C形梁结构的固化变形控制研究[J].复合材料科学与工程,2023(06):67-72.
[30] 陈文,赵月青,韩舒等.复合材料U形混杂夹层结构固化变形及控制研究[J].高科技纤维与应用,2023,48(01):54-60.
[31] 李彩林,余宁,文友谊.复合材料L型结构固化变形的数值模拟与补偿[J].塑料工业,2016,44(07):51-54.
[2] 杨青,卫原平,刘卫平.复合材料C/L型结构固化变形的影响因素分析[J].航空制造技术,2019,62(04):87-94+101.
[3] 唐占文,张博明.复合材料设计制造一体化中的固化变形预报技术[J].航空制造技术,2014(15):32-37.
[4] 庞杰.复合材料结构固化变形分析及其控制[D].南京航空航天大学,2010.
[5] 岳广全.整体化复合材料壁板结构固化变形模拟及控制方法研究[D].哈尔滨工业大学,2010.
[6] 张晨群,鲍益东,安鲁陵.基于XFlow的热压罐成型过程温度场模拟[J].航空制造技术,2020,63(03):76-83.
[7] 袁喆.复合材料成型热压罐设备智能监控系统的开发和实现[D].电子科技大学,2021.
[8] 杨旭锋.复合材料管成型残余应力分析及承载性能分析[D].大连理工大学,2022.
[9] 熊蓉,安鲁陵,花蕾蕾.热压罐成型过程中框架式模具温度场模拟与分析[J].宇航材料工艺,2020,50(01):15-21.
[10] 吕佳镁,马贵春,郭靖宇.基于COMSOL的热压罐成型模具温度场分析[J].中北大学学报(自然科学版),2021,42(05):412-418.
[11] 郭靖宇,岳光,吕佳镁.基于流体动力学的热压罐框架式模具温度场优化[J].兵工学报,2022,43(01):233-240.
[12] 刘欣宁,李成思.树脂基复合材料固化过程中固化度场和温度场数值模拟[J].机械制造,2017,55(12):73-76+84.
[13] 朱海华,张俐,余宁.复合材料薄壁零件固化过程模拟及变形预测[J].塑性工程学报,2020,27(03):146-153.
[14] 张晨群,鲍益东,安鲁陵.基于XFlow的热压罐成型过程温度场模拟[J].航空制造技术,2020,63(03):76-83.
[15] 孙立帅,刘闯,李玉军.变厚度复合材料U型零件固化变形仿真预测与结构影响因素[J].复合材料学报,2023,40(01):553-566.
[16] 元振毅,王永军,杨凯.热固性树脂基复合材料热隔膜成型过程数值仿真[J].复合材料学报,2016,33(07):1339-1350.
[17] 闵荣,元振毅,王永军.基于黏弹性本构模型的热固性树脂基复合材料固化变形数值仿真模型[J].复合材料学报,2017,34(10):2254-2262.
[18] 陈静,纪斌逸,许国栋,等.基于Simcenter3D平台的高性能复合材料热压罐工艺仿真分析[J].中国战略新兴产业,2018,(026):50-52.
[19] 陈剑州,冷晟,董海伟.基于Simcenter3D的复合材料U形件固化成型仿真分析[C]//中国航空学会.第五届中国航空科学技术大会论文集.北京航空航天大学出版社(BEIHANGUNIVERSITYPRESS),2021:5.
[20] 张晨群,鲍益东,杨智勇.基于路径相关本构模型的大型薄壁曲面复合材料零件固化变形分析[J].宇航材料工艺,2022,52(06):92-97.
[21] 徐强.复合材料热压罐成型工艺仿真技术研究综述[J].航空制造技术,2020,63(15):34-38+47.
[22] 元振毅,王永军,蔡豫晋.复合材料制造过程仿真技术综述[J].航空制造技术,2017(04):47-53.
[23] 王晓霞,贾玉玺,程程.树脂传递模塑工艺的模内固化及复合材料脱模变形[J].高分子材料科学与工程,2010,26(09):151-154.
[24] 刘旭东.改性环氧树脂裂缝修补材料制备及其热解动力学研究[D].新疆大学,2019.
[25] 祁国成,张博明,叶金蕊.T800级碳纤维/环氧预浸料固化过程研究[C]//中国科学技术协会,河北省人民政府.第十四届中国科协年会第11分会场:低成本、高性能复合材料发展论坛论文集,2012:6.
[26] 尚云东.复合材料层合板宏细观残余应力粘弹性分析[D].武汉理工大学,2016.
[27] SVANBERGJM,HOLMBERGJA.PredictionofshapedistortionsPartI.FE-implementationofapathdependentconstitutivemodel[J].CompositesPartA,2004,35(6):711-721.
[28] 鲍益东,何瑞,宋云鹤.二维编织碳纤维增强树脂复合材料一步法铺层展开[J].复合材料学报,2022,39(07):3144-3155.
[29] 王雪华,陈俊林,满珈诚.复合材料C形梁结构的固化变形控制研究[J].复合材料科学与工程,2023(06):67-72.
[30] 陈文,赵月青,韩舒等.复合材料U形混杂夹层结构固化变形及控制研究[J].高科技纤维与应用,2023,48(01):54-60.
[31] 李彩林,余宁,文友谊.复合材料L型结构固化变形的数值模拟与补偿[J].塑料工业,2016,44(07):51-54.
Copyright © 2025 宋云鹤, 张波, 沈凌宇, 鲍益东, 韩书豪

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License