基于模具-制件相互作用的复合材料制件固化变形数值模型

元振毅; 王永军; 王俊彪; 魏生民

doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150729.002

基于模具-制件相互作用的复合材料制件固化变形数值模型

西北工业大学陕西省数字化制造工程技术研究中心, 西安 710072

基金项目: 国家自然科学基金(51275420)

详细信息

通讯作者:
王永军,博士,副教授,研究方向为钣金成形、复合材料成型。E-mail:wyongjun@nwpu.edu.cn

中图分类号: TB330.1
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出版历程
- 收稿日期: 2015-05-21
- 修回日期: 2015-07-13
- 刊出日期: 2016-04-14

Numerical model on curing deformation of composite part based on tool-part interaction

Shaanxi Engineering Research Center for Digital Manufacturing Technology, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China

摘要

摘要: 针对复合材料制件在成型过程中的固化变形这一关键技术问题,通过在模具与复合材料制件之间引入剪切层的方法,建立了预测复合材料制件固化变形的解析计算模型和有限元仿真模型。剪切层的剪切模量用来衡量固化过程中模具与复合材料制件之间的相互作用,其数值大小通过与实验数据进行比对而得到。基于建立的固化变形模型,与文献中已有的实验结果进行了比较。结果表明:所建立的模型具有较高的可靠性。同时针对L型复合材料制件建立了三维有限元仿真模型,模型中除考虑材料各向异性和化学收缩效应以外,还将成型过程中模具与复合材料制件间的相互作用考虑在内。模拟结果表明:引入模具作用后L型零件的固化变形预测结果更加准确。
- 复合材料 /
- 固化变形 /
- 有限元仿真 /
- 解析模型 /
- 模具-制件相互作用
Abstract: The deformation of composite parts during curing process is one of the key technique problems. Analytical calculation model and finite element simulation model were proposed to predict the curing deformation of composite parts by introducing a shear layer between the tool and composite part. The shear modulus of the shear layer was used to measure the interaction between the tool and composite part during curing process. The value of shear modulus was obtained by comparing with experimental data. Based on the proposed curing deformation model, the results were compared with experimental results in reference. Results show that the proposed model has good reliability. Meanwhile, a three dimensional finite element simulation model, which took part anisotropy of materials, chemical shrinkage and interaction between the tool and composite part in molding process into account, was also established for L-shaped composite part. Simulation results show that by introducing tool interaction, we could accurately predict curing deformations for L-shaped part.
- composites /
- curing deformation /
- finite element simulation /
- analytical model /
- tool-part interaction

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施引文献(31)

期刊类型引用(16)

1.	刘琦，唐珊珊，王小凯，郭俊刚，牛建文，许英杰. 芳纶铺层-蜂窝夹芯U形前缘固化变形仿真计算模型与验证. 复合材料科学与工程. 2025(01): 51-58 . 百度学术
2.	卢家骐，张万娟，侯丽媛，刘慧，陈惠贤，高学鹏. 叶片叶根形变补偿控制方法研究. 机电工程技术. 2025(01): 140-145 . 百度学术
3.	闫占蒋，卢家骐，方淑娜，陈惠贤，邱伟栋. 基于叶根形变数值模拟的预埋螺栓套位置变化规律研究. 机械设计与制造工程. 2024(07): 102-106 . 百度学术
4.	陈林杰，成艳娜，刘向阳，李尧，闫超，滕薛蓓，许英杰. 芳纶铺层夹层结构U型前缘固化变形计算与分析. 航空材料学报. 2024(06): 72-81 . 百度学术
5.	高爱娟，韩铭，陈丽春，李勇，田俊霞. 碳纤维增强双马树脂预浸料的固化变形影响. 工程塑料应用. 2023(01): 77-81 . 百度学术
6.	甘建业，胡伟叶，张艺澄，褚奇奕，郝小忠. 变厚度树脂基复合材料构件固化变形数值模拟与影响因素分析. 复合材料学报. 2023(07): 4195-4209 . 本站查看
7.	卫宇璇，张明，刘佳，路明雨，张鑫，李波，李笑. 基于自动铺放技术的变刚度复合材料层合板固化变形特性. 复合材料学报. 2022(05): 2460-2469 . 本站查看
8.	牛雪娟，刘江雨，李辰阳. 偏置抛物面卫星天线反射器固化变形分析. 宇航材料工艺. 2022(06): 65-70 . 百度学术
9.	徐碧娥. 热压罐成型复合材料加筋壁板构件固化变形分析. 航空发动机. 2022(06): 71-76 . 百度学术
10.	刘馨阳，赵海涛，袁明清，鞠雪梅，张博明，陈吉安. 模具对复合材料层合板固化成型影响的数值分析. 复合材料学报. 2021(06): 1974-1983 . 本站查看
11.	成艳娜，刘训新，李楠. 深U形蜂窝夹层结构整流罩制造技术研究. 粘接. 2019(05): 158-162 . 百度学术
12.	闫世平. 基于机械物理法的废塑料回收降解工艺数值模拟实验研究. 塑料科技. 2019(07): 78-82 . 百度学术
13.	乔巧玲. 复合材料“U”型蜂窝夹层件制造技术研究. 化工管理. 2018(14): 76-77 . 百度学术
14.	闵荣，元振毅，王永军，蔡豫晋，孙博. 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. 复合材料学报. 2017(10): 2254-2262 . 本站查看
15.	元振毅，王永军，蔡豫晋，郭俊刚，苏霞，孙博. 复合材料制造过程仿真技术综述. 航空制造技术. 2017(04): 47-53 . 百度学术
16.	闫恩玮，杨绍昌. U型蜂窝夹芯前缘制造技术研究. 航空制造技术. 2017(17): 80-83 . 百度学术