基于有限元模擬的復(fù)合材料構(gòu)件熱壓罐成型工藝研究.pdf

1、為解決飛機復(fù)合材料構(gòu)件熱壓罐成型過程中固化工藝引起固化不均、傳統(tǒng)模具設(shè)計方法帶來的成本高、效率低且不能定量控制構(gòu)件變形等問題，結(jié)合“十一五”國家科技支撐計劃項目以及航空企業(yè)的實際需求，針對基于有限元模擬的復(fù)合材料構(gòu)件熱壓罐成型工藝研究中分析模型復(fù)雜度高、工藝參數(shù)及模具對構(gòu)件固化變形的影響規(guī)律不明確、模具型面補償設(shè)計不成熟等難點，本文基于有限元方法對復(fù)合材料構(gòu)件熱壓罐成型中固化工藝參數(shù)和模具進行了深入研究，論文主要創(chuàng)新如下：
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2、)基于有限元分析研究了熱壓罐固化工藝參數(shù)對熱固性復(fù)合材料溫度場的影響。基于熱固性復(fù)合材料三維熱傳導(dǎo)和固化放熱模型，考慮了模具對構(gòu)件溫度場的影響，建立了復(fù)合材料固化有限元模型，定量分析了固化工藝參數(shù)對復(fù)合材料溫度場的影響規(guī)律。
　　2)基于有限元分析研究了模具對柱面復(fù)合材料構(gòu)件固化變形的影響。分析了復(fù)合材料熱壓罐成型固化過程的多場耦合關(guān)系，考慮模具的作用，建立了柱面復(fù)合材料構(gòu)件固化過程的有限元分析模型?；诖四Ｐ?，研究了模具材料、模

3、具厚度和模具形式對柱面復(fù)合材料構(gòu)件固化變形的影響。
　　3)提出了基于有限元分析的復(fù)合材料構(gòu)件熱壓罐成型模具型面補償設(shè)計方法。通過分析構(gòu)件固化變形，根據(jù)構(gòu)件型面節(jié)點位置變化，反復(fù)補償模具型面達到控制構(gòu)件變形的目的。以柱面復(fù)合材料構(gòu)件為例對該方法進行了驗證，證明了該方法的正確性和有效性。
　　4)根據(jù)以上研究，基于ABAQUS平臺編制程序，開發(fā)了復(fù)合材料構(gòu)件熱壓罐成型固化分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合材料固化溫度場分析、固化變形