王晓霞
,
贾玉玺
,
董抒华
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20141028.003
纤维增强树脂基复合材料结构件的残余应力问题是制约其在航空航天、汽车和建筑领域大规模应用的关键问题.复合材料固化过程中温度场和固化度场的非均匀性是引起残余热应力和固化收缩应力的重要因素.为了探讨纤维复合材料结构件在固化成型过程中固化工艺温度、热传导系数、对流换热系数及结构件厚度对固化均匀性的敏感程度,采用数值模拟分析了这4个关键参数对温度场和固化度场均匀性的影响规律.模拟结果表明:升高固化工艺温度,复合材料温度场的非均匀性增大,固化度场的非均匀性减小;增大对流换热系数和热传导系数,复合材料温度场和固化度场的非均匀性减小;增加复合材料结构件的厚度,复合材料温度场和固化度场的非均匀性增大.在此基础上,应用Morris全局灵敏度分析方法对4个关键参数对复合材料固化均匀性的影响程度进行定量分析,得到固化均匀性的影响因素按灵敏程度由大到小的顺序为:结构件厚度、热传导系数、固化工艺温度、对流换热系数.
关键词:
复合材料
,
固化均匀性
,
影响因素
,
全局灵敏度
,
Morris方法
贺继林
,
王特
,
潘若阳
,
马云荣
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150522.004
在复合材料固化过程中,固化度场的非均匀性是引起残余热应力和固化收缩应力的重要因素.为了探讨树脂基复合材料结构件固化成型过程中的工艺参数对固化均匀性的影响,首先针对Epon 862/W环氧树脂体系建立了复合材料固化仿真模型,并对模型进行了验证;然后,通过因次分析得出了树脂基复合材料结构件的热传递方程和固化动力学方程的无因次形式;最后,通过数值模拟定量分析了固化工艺温度、对流换热系数和结构件厚度对复合材料固化均匀性的影响规律.结果表明:在等温固化条件下,对流换热系数对复合材料固化均匀性的影响很小,无因次式特征时间tc/树脂固化反应特征时间tR与固化度差值间存在拟合函数关系,该函数可以方便地用于工程计算.
关键词:
复合材料
,
固化均匀性
,
影响因素
,
因次分析
,
数据拟合
