胡照会
,
王荣国
,
赫晓东
,
杜善义
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2008.02.012
采用商业软件对带有铝板的复合材料层板固化全过程残余应变/应力进行数值模拟计算.在固化过程的模拟中,应用有限元法计算复合材料层板热-化学模型,有限差分法计算固化动力学模型,通过设置较小的时间步实现求解两个模型强耦合的关系.在残余应力数值模拟中,化学收缩引起的应变在每一计算步以初始应变施加在复合材料结构上.基于以上技术,对带有铝合金的复合材料层板固化全过程残余应变/应力演化进行数值模拟,并分析纤维方向和垂直纤维方向复合材料的残余应变/应力演化历程.通过与试验中层板曲率的比较,验证文中模型计算的准确性.
关键词:
残余应变/应力
,
耦合
,
初始应变
,
约束
贺继林
,
蒙元明
,
王特
,
王小飞
玻璃钢/复合材料
热固性树脂基复合材料层合板成型过程形成的残余应力是影响材料质量的重要因素.针对复合材料固化过程建立了基于复合材料物性参数时变特性的复合材料固化过程的三维多场耦合计算模型.该模型包含经典的热-化学模型、树脂固化动力学模型、残余应力模型;在此基础上将材料物性参数时变特性引入多场耦合计算模型中,模型计算结果通过与文献中实验结果比较,验证所建立的固化模型的可靠性;在此基础上,对AS4/3501-6复合材料层合板的固化残余应变应力进行数值模拟,研究了固化过程中残余应变/应力的变化规律,分析工艺参数对应力应变的影响.通过与光纤光栅应变试验比较,验证其正确性.研究结果表明:模型可以很好地仿真复合材料固化过程;温度、树脂体积分数、铺层角度对层合板应力/应变都有较为显著的影响,为正相关关系,其中树脂的体积分数影响最为显著.
关键词:
复合材料
,
残余应变/应力
,
多场耦合
,
物性参数
,
光纤光栅实验
