热固性复合材料固化过程三维有限元模拟和变形预测

编号 zgly0001372450

文献类型 期刊论文

文献题名 热固性复合材料固化过程三维有限元模拟和变形预测

作者 张纪奎  郦正能  关志东  程小全  王军 

作者单位 北京航空航天大学航空科学与工程学院飞机系 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2009年01期

年份 2009 

分类号 TB332 

关键词 热固性复合材料  固化变形  耦合关系  有限元分析 

文摘内容 分析了复合材料热固化过程中各种复杂的物理化学变化之间的相互影响,在此基础上建立了复合材料固化过程数值模拟和固化变形预测的三维有限元分析模型。采用整体-子模块方法将固化过程分为热-化学、流动-压实和应力-变形三个相对独立的子模块。热-化学模块的控制方程基于Fourier热传导方程和树脂固化动力学方程建立,解决了温度和固化度之间的强耦合问题。流动-压实模块的控制方程基于Darcy定律和有效应力原理建立,反映了树脂流动和纤维网络紧密压实之间的流固耦合关系。应力-变形模块建立了考虑热载荷和固化收缩载荷时复合材料层合板的有限元方程。各模块之间的相互作用通过它们之间的数据交换来实现,以树脂在固化过程中的凝胶点和玻璃化转化点为判断依据确定是否运行各模块及其子程序。典型结构的计算结果与实验对比验证了本文三维有限元模型的有效性。