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        樹脂基復(fù)合材料熱壓成型工藝數(shù)值模擬研究進(jìn)展

        2018-03-22 01:20:09李樹健湛利華李常平李鵬南周長(zhǎng)庚
        宇航材料工藝 2018年1期
        關(guān)鍵詞:熱壓溫度場(chǎng)成型

        李樹健 湛利華 李常平 李鵬南 周長(zhǎng)庚

        (1 湖南科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,湘潭 411201) (2 中南大學(xué)機(jī)電學(xué)院,長(zhǎng)沙 410081) (3 中航復(fù)合材料有限公司,北京 101300)

        0 引言

        樹脂基復(fù)合材料自20世紀(jì)60年代中期問(wèn)世以來(lái),由于其良好的可設(shè)計(jì)性,材料與結(jié)構(gòu)的同一性,質(zhì)量輕,比強(qiáng)度和比模量高,耐腐蝕以及便于大面積整體成型等顯著優(yōu)點(diǎn),在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1-4]。熱壓成型工藝,尤其是熱壓罐成型工藝,其構(gòu)件密實(shí)質(zhì)量?jī)?yōu)異,尺寸公差小,模具相對(duì)簡(jiǎn)單,成型工藝穩(wěn)定可靠,尤其適合大面積復(fù)雜型面蒙皮、壁板和殼體等結(jié)構(gòu)成型,成為航空航天樹脂基復(fù)合材料構(gòu)件成型的主要制造工藝[5-7]。

        固化溫度和成型壓力是熱壓成型工藝的兩個(gè)重要工藝參量,主要表現(xiàn)為以下兩方面:(1)構(gòu)件固化成型需要合適的固化溫度,以保證樹脂在此溫度完全固化;(2)外部施加合適的成型壓力,一是確保纖維在樹脂中充分浸潤(rùn),同時(shí)排出內(nèi)部氣體,降低孔隙率;二是確保構(gòu)件預(yù)制體在成型壓力作用下充分密實(shí),提高纖維體積分?jǐn)?shù)。然而,在熱壓成型過(guò)程中,由于熱量由材料表面向內(nèi)部傳遞較慢,材料固化反應(yīng)放熱,以及成型模具的約束作用,極易造成構(gòu)件的溫度和壓力分布不均,產(chǎn)生固化應(yīng)力,影響成型質(zhì)量。

        在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,為優(yōu)化熱壓成型工藝,提高產(chǎn)品質(zhì)量,常采用“搭積木”式的試錯(cuò)法。由于熱壓成型工藝周期較長(zhǎng),制造成本高,產(chǎn)品性能要求苛刻,通過(guò)“搭積木”試錯(cuò)法對(duì)各工藝因素進(jìn)行逐一分析,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,不切合生產(chǎn)實(shí)際。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,采用有限元數(shù)值模擬方法,對(duì)復(fù)合材料熱壓成型過(guò)程進(jìn)行有限元仿真,通過(guò)更貼近實(shí)際的數(shù)值模擬,實(shí)現(xiàn)對(duì)成型過(guò)程的精確預(yù)報(bào),優(yōu)化工藝參數(shù),減少生產(chǎn)周期并降低制造成本,已成為當(dāng)前熱壓成型工藝研究的必然趨勢(shì)。

        本文針對(duì)樹脂基復(fù)合材料熱壓成型工藝過(guò)程,以影響構(gòu)件成型質(zhì)量的兩個(gè)主要因素(即構(gòu)件成型所需的溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng))為主線,從有限元數(shù)值模擬方面,對(duì)樹脂基復(fù)合材料熱壓成型工藝的研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題進(jìn)行綜述。

        1 溫度場(chǎng)數(shù)值模擬

        樹脂基復(fù)合材料固化過(guò)程,本質(zhì)上是一個(gè)在熱傳導(dǎo)系數(shù)較低、各向異性材料內(nèi)進(jìn)行的具有非線性內(nèi)熱源的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,其中內(nèi)熱源是樹脂固化反應(yīng)放熱。熱傳導(dǎo)和固化交聯(lián)反應(yīng)是固化過(guò)程中兩個(gè)最基本的物理化學(xué)過(guò)程,兩者通過(guò)固化動(dòng)力學(xué)模型建立耦合聯(lián)系。復(fù)合材料溫度場(chǎng)和固化度場(chǎng)對(duì)固化質(zhì)量具有直接影響:首先,制造環(huán)境施加的工藝溫度提供了引發(fā)和維持樹脂固化反應(yīng)的條件,使材料固化后達(dá)到期望分子量;其次,材料自身固化反應(yīng)放熱進(jìn)程決定了樹脂黏度大小,樹脂黏度又會(huì)直接影響樹脂流動(dòng)性和纖維浸潤(rùn)性,從而影響纖維體積分?jǐn)?shù);最后,溫度場(chǎng)不均勻分布導(dǎo)致材料不均勻固化和固化應(yīng)力產(chǎn)生,易使內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋、分層等缺陷,甚至引起結(jié)構(gòu)固化變形。

        針對(duì)復(fù)合材料溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬研究,LOOS和SPRINGER[8]忽略對(duì)流換熱影響,將復(fù)合材料看作具有內(nèi)熱源的固體,對(duì)于等厚度層合板,只考慮厚度方向傳熱,首次提出了修正的傅里葉熱傳導(dǎo)方程,如式(1)~式(3)所示。該模型成為目前研究樹脂基復(fù)合材料固化過(guò)程溫度場(chǎng)的基本模型,后續(xù)學(xué)者對(duì)復(fù)合材料成型溫度場(chǎng)的研究,普遍以該模型為基礎(chǔ)。

        (1)

        (2)

        (3)

        TWARDOWSKI等[9]忽略熱壓罐內(nèi)對(duì)流換熱影響,描述了復(fù)合材料層合板厚度方向的熱傳導(dǎo)現(xiàn)象,并對(duì)構(gòu)件厚度方向的溫度場(chǎng)分布進(jìn)行了數(shù)值模擬。YI等[10]在假定熱物性參數(shù)是溫度與固化度函數(shù)的基礎(chǔ)上,建立了復(fù)合材料固化過(guò)程的有限元模型,發(fā)現(xiàn)隨著構(gòu)件厚度的增加,復(fù)合材料熱傳導(dǎo)率對(duì)構(gòu)件內(nèi)部溫度場(chǎng)和固化度場(chǎng)分布有顯著影響。TELIKICHERLA等[11]忽略對(duì)流傳熱的影響,在考慮輔助工裝基礎(chǔ)上,將模具、真空袋和吸膠布假定為恒定的熱導(dǎo)率物質(zhì),建立了復(fù)合材料固化過(guò)程的熱傳導(dǎo)方程,該模型可較好預(yù)測(cè)整個(gè)固化過(guò)程。GANAPATHI等[12]在考慮了真空袋、吸膠布、隔離膜等輔助材料熱導(dǎo)率變化的基礎(chǔ)上,將熱傳導(dǎo)模型、固化動(dòng)力學(xué)模型、黏度模型、一維固化及二維樹脂流動(dòng)模型進(jìn)行多場(chǎng)耦合,模擬了復(fù)合材料層合板的溫度場(chǎng)分布,結(jié)果表明該耦合模型可更精確描述整個(gè)固化過(guò)程。FERNLUND等[13-14]通過(guò)研究C形與L形構(gòu)件的固化變形,認(rèn)為模具與復(fù)合材料之間的熱不匹配,是導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生固化變形的重要原因。BAPANAPALLI等[15]通過(guò)在模型中建立剪切層,利用剪切層代替模具對(duì)構(gòu)件預(yù)制體的作用,該剪切層位于構(gòu)件預(yù)制體與模具的接觸位置且從屬于構(gòu)件預(yù)制體,通過(guò)改變剪切層厚度及熱膨脹系數(shù)使模擬結(jié)果與真實(shí)情況接近。

        李君等[16-17]通過(guò)解析法將對(duì)稱邊界條件下的復(fù)合材料層合板的一維瞬態(tài)熱傳導(dǎo)方程和樹脂固化動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行了求解,獲得了復(fù)合材料層合板的溫度場(chǎng)和固化度場(chǎng)分布。通過(guò)建模仿真,他們還研究了T形構(gòu)件的固化變形。研究結(jié)果表明:在導(dǎo)致構(gòu)件固化變形的諸多因素中,模具與復(fù)合材料構(gòu)件間的熱不匹配,是僅次于復(fù)合材料固化收縮和熱膨脹的主要因素。黃其忠等[18]采用有限差分法研究了復(fù)合材料網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和蒙皮結(jié)構(gòu)共固化的溫度場(chǎng)分布,結(jié)果表明復(fù)合材料網(wǎng)格結(jié)構(gòu)肋骨中心區(qū)域溫度高于其周圍區(qū)域溫度。張鋮等[19]通過(guò)精化仿真模擬復(fù)合材料變厚度蒙皮結(jié)構(gòu)的固化過(guò)程,研究了加筋蒙皮結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)分布特點(diǎn)。張紀(jì)奎等[20]根據(jù)熱傳導(dǎo)和固化動(dòng)力學(xué)理論,采用三維有限元法對(duì)熱固性復(fù)合材料固化溫度場(chǎng)進(jìn)行建模分析,獲得了正交各向異性復(fù)合材料層合板的溫度場(chǎng)和固化度場(chǎng)分布規(guī)律,研究發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料層合板內(nèi)部溫度梯度,主要由外部環(huán)境溫度場(chǎng)和自身固化反應(yīng)放熱引起。王俊敏等[21]基于有限元仿真方法,提出一種以提高固化度場(chǎng)均勻性為優(yōu)化目標(biāo)的固化加熱曲線優(yōu)化方法,通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),優(yōu)化前后制品溫度最大差值從18.2℃降低到7.3℃,固化度最大差值從9.8% 降低到4.9%。

        雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)復(fù)合材料構(gòu)件成型溫度場(chǎng)的研究取得了一定成果,但還存在一定的不足,主要表現(xiàn)為:

        (1)在模具傳熱與基體樹脂固化反應(yīng)放熱兩者耦合對(duì)構(gòu)件溫度場(chǎng)的影響方面研究較少,已有研究在設(shè)定邊界條件時(shí),往往直接將升溫工藝加載到構(gòu)件表面,常常忽略模具對(duì)環(huán)境溫度傳遞的影響,樹脂固化需要通過(guò)模具工裝把環(huán)境溫度傳遞到構(gòu)件表面,固化時(shí)內(nèi)部反應(yīng)熱則需要由內(nèi)向外傳遞,考慮模具傳熱與樹脂固化反應(yīng)放熱耦合對(duì)構(gòu)件溫度場(chǎng)的影響,更切合實(shí)際固化過(guò)程;

        (2)已有對(duì)固化溫度場(chǎng)的研究,主要基于簡(jiǎn)單層合板結(jié)構(gòu),對(duì)于具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)特征復(fù)合材料構(gòu)件,如飛機(jī)中央翼盒,此類復(fù)雜構(gòu)件溫度場(chǎng)分布的相關(guān)研究還相對(duì)較少;

        (3)當(dāng)前對(duì)復(fù)合材料構(gòu)件固化溫度場(chǎng)的研究,主要基于有限幾種材料體系,缺乏豐富的材料數(shù)據(jù)庫(kù)以便進(jìn)行更精確、更完善的數(shù)值仿真。

        2 壓力場(chǎng)數(shù)值模擬

        研究樹脂基復(fù)合材料構(gòu)件熱壓成型的壓力場(chǎng)問(wèn)題,主要著眼于成型壓力對(duì)材料樹脂流動(dòng)和纖維密實(shí)方面。當(dāng)樹脂處于高溫粘流態(tài)時(shí),在成型壓力作用下,樹脂流動(dòng)直接影響材料內(nèi)部氣泡的形成、生長(zhǎng)及遷移,進(jìn)而影響材料孔隙率。而壓力大小,又會(huì)影響最終纖維體積分?jǐn)?shù)以及貧膠、富脂區(qū)域大小,從而影響最終成型質(zhì)量。針對(duì)復(fù)合材料成型壓力場(chǎng)的研究,由于固化過(guò)程中樹脂流動(dòng)和纖維密實(shí)情況難以實(shí)際監(jiān)測(cè),學(xué)者們常采用有限元數(shù)值模擬方法進(jìn)行仿真預(yù)測(cè)。根據(jù)理論假設(shè)不同,目前應(yīng)用較為廣泛的模型主要是LOOS和SPRINGER的逐層壓縮模型[8]以及GUTOWSKI的漸進(jìn)密實(shí)模型[22-23]。

        LOOS和SPRINGER的逐層壓縮模型又稱為波浪式密實(shí)模型,在假設(shè)復(fù)合材料為不可壓縮多孔介質(zhì)基礎(chǔ)上,分別研究了平行和垂直于纖維方向的樹脂流場(chǎng)。在平行于纖維方向,忽略垂直于纖維方向的樹脂流動(dòng),樹脂在平行于纖維方向被視為管流動(dòng)。在垂直于纖維方向的樹脂流動(dòng)遵循Darcy流動(dòng)定律,并建立了在成型壓力作用下擠出樹脂質(zhì)量和構(gòu)件厚度的模型方程,具體如式(4)~式(7)所示。在成型壓力作用下擠出的樹脂質(zhì)量模型為

        (4)

        式中,MT表示某時(shí)刻擠出的樹脂質(zhì)量,Mr表示任意瞬態(tài)時(shí)刻復(fù)合材料內(nèi)部樹脂質(zhì)量。相關(guān)數(shù)量關(guān)系可由下式表示:

        (5)

        式中,ρr是樹脂密度,Az為垂直于z軸向截面積,pb為b點(diǎn)處的壓力,hb為吸膠層b處某時(shí)刻的樹脂厚度,G(t)表示自定義參數(shù)。構(gòu)件的厚度模型方程表示為:

        (6)

        hc=nsh1

        (7)

        式中,hc為固化后構(gòu)件最終厚度,h1為固化后單層預(yù)浸料厚度,ns為構(gòu)件中預(yù)浸料鋪層總數(shù)。

        如圖1所示,LOOS和SPRINGER的逐層壓縮模型認(rèn)為:在復(fù)合材料固化過(guò)程中,樹脂在纖維束內(nèi)的流動(dòng)可看作成牛頓流體在多孔介質(zhì)中的流動(dòng),復(fù)合材料層合板的壓實(shí)并不是均勻的,而是呈波動(dòng)狀態(tài)。在外界壓力作用下,樹脂開始向上流入吸膠布,最上一層向下層移動(dòng),其他預(yù)浸料鋪層的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)則保持靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)最上面的兩層達(dá)到“密合狀態(tài)”(即間隙最小)后,保持此狀態(tài)并向下循環(huán)上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程,直到與第三層預(yù)浸料密合。如此反復(fù),直到所有預(yù)浸料鋪層全部密實(shí)為止,即為波浪式密實(shí)方式。

        圖1 波浪式密實(shí)方式

        Fig.1 Wave-type compaction

        上述理論模型的提出,奠定了復(fù)合材料樹脂流動(dòng)/纖維密實(shí)過(guò)程的理論基礎(chǔ)。然而,該模型理論假設(shè)過(guò)于簡(jiǎn)單,將樹脂的流動(dòng)分為沿纖維方向和垂直于纖維方向來(lái)單獨(dú)考慮,忽略了樹脂與纖維承受載荷能力的不同,因此,該模型還存在一定不合理性。

        在綜合前人研究基礎(chǔ)上,GUTOWSKI等考慮了樹脂與纖維共同承受外界載荷,把復(fù)合材料看作是由纖維網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的非線性彈簧和由樹脂構(gòu)成的粘性阻尼,兩者共同構(gòu)成的多孔非線性粘彈體,建立了與實(shí)際情況更為接近的流固耦合模型,即漸進(jìn)式密實(shí)模型,如圖2所示。

        圖2 漸進(jìn)式密實(shí)方式

        Fig.2 Progressive compaction

        該模型認(rèn)為:在固化初始階段,樹脂黏度較低,尚未發(fā)生固化,纖維基本沒(méi)有發(fā)生形變,外部載荷完全由樹脂承擔(dān)。隨固化過(guò)程推進(jìn),在外界壓力作用下,樹脂被逐漸擠出,預(yù)浸料鋪層被逐漸壓實(shí),纖維體積分?jǐn)?shù)不斷增大,纖維層間逐漸靠近并接觸,直至壓迫變形產(chǎn)生彈性力。此時(shí),樹脂承載能力弱化,部分載荷開始由纖維來(lái)承擔(dān)。隨預(yù)浸料鋪層進(jìn)一步壓實(shí),樹脂承受外部載荷越來(lái)越小直至降為零,而纖維承受載荷則越來(lái)越大直至預(yù)浸料被完全壓實(shí)。外部載荷由樹脂與纖維共同承擔(dān)的情況,主要是基于有效應(yīng)力原理,如式(8)所示

        σ=pf+pr

        (8)

        式中,σ為外部壓力載荷,pr為樹脂承受壓力,pf為纖維承受載荷,纖維承受載荷可由下式得出

        (9)

        式中,As為“Springer”常數(shù),V0為原預(yù)浸料中纖維體積分?jǐn)?shù),Vf為固化過(guò)程預(yù)浸料中瞬態(tài)纖維體積分?jǐn)?shù),Va為有效纖維體積分?jǐn)?shù)。

        樹脂承受壓力可由Dave推導(dǎo)的樹脂流動(dòng)過(guò)程的壓力分布狀態(tài)方程推出

        (10)

        GUTOWSKI基于Darcy定律和質(zhì)量守恒原理,建立的三維流動(dòng)一維密實(shí)模型為

        (11)

        式中,μ為樹脂的黏度,Sxx、Syy、Szz分別為纖維層x、y、z方向上的滲透率。

        在上述兩經(jīng)典模型基礎(chǔ)上,SHIN[24]采用GUTOWSKI的漸進(jìn)式密實(shí)模型,對(duì)厚截面等厚層合板固化壓實(shí)過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,研究了樹脂在一維流動(dòng)和二維流動(dòng)情況下層合板的厚度變化規(guī)律。SMITH[25]比較了GUTOWSKI的漸進(jìn)式密實(shí)模型與LOOS和SPRINGER的逐層壓縮模型的不同,并認(rèn)為由于各自假設(shè)條件不同,導(dǎo)致結(jié)論不同,同時(shí)指出,后者是前者在纖維不承壓時(shí)的特殊情況,前者能更準(zhǔn)確描述復(fù)合材料固化壓實(shí)的整個(gè)過(guò)程。近來(lái),學(xué)者們對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)固化過(guò)程樹脂流動(dòng)、纖維密實(shí)行為也進(jìn)行了系列研究。MA等[26]結(jié)合纖維密實(shí)/樹脂流動(dòng)模型,建立了一種新的用于預(yù)測(cè)真空輔助樹脂浸漬/預(yù)浸料共固化過(guò)程浸漬效果的有限元模型,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。HUANG等[27]利用有限元法預(yù)測(cè)了復(fù)合材料AGS結(jié)構(gòu)固化過(guò)程,結(jié)果表明,AGS結(jié)構(gòu)的樹脂與樹脂界面處的樹脂壓力分布呈交替變化,樹脂流動(dòng)的持續(xù)時(shí)間與結(jié)構(gòu)的厚度密切相關(guān)。GANAPATHI等[28]建立了涉及非等溫樹脂流動(dòng)、相關(guān)密實(shí)、瞬時(shí)樹脂固化和樹脂收縮效應(yīng)的綜合數(shù)值模型,用于預(yù)測(cè)熱壓固化厚層預(yù)浸料的最終形狀。LI[29]建立了L形復(fù)合材料構(gòu)件的二維固化和密實(shí)模型,指出L形構(gòu)件的密實(shí)程度除受工藝和構(gòu)件自身結(jié)構(gòu)因素影響外,還受模具組合等方面影響。

        國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)針對(duì)樹脂基復(fù)合材料成型壓力場(chǎng)問(wèn)題的數(shù)值模擬研究相對(duì)較少。李辰砂等[30]針對(duì)樹脂沿層合板厚度方向的流動(dòng)情況,將GUTOWSKI的漸進(jìn)式三維密實(shí)模型簡(jiǎn)化成一維流動(dòng)模型,編制計(jì)算程序,模擬了不同工藝制度下的熱壓成型過(guò)程。李艷霞等[31]基于Biot固結(jié)原理和Darcy定律,建立了二維樹脂流動(dòng)與纖維密實(shí)模型,采用有限元方法實(shí)現(xiàn)了L形層板熱壓成型過(guò)程的樹脂壓力分布及變形預(yù)測(cè)。元振毅等[32]采用數(shù)值模擬手段研究了固化過(guò)程纖維體積分?jǐn)?shù)變化及材料性能時(shí)變特性對(duì)樹脂壓力的影響,結(jié)果表明樹脂壓力隨時(shí)間的變化將有所滯后。羅剛堂等[33]通過(guò)有限元法模擬分析了硬模與軟模輔助成型T形加筋壁板的壓力分布情況,發(fā)現(xiàn)硬模/軟模配合方式比硬模/硬模配合方式更有助于提高構(gòu)件成型質(zhì)量。白海明[34]、蒲永偉[35]等研究了柔性芯模對(duì)復(fù)合材料帽形結(jié)構(gòu)成型質(zhì)量的影響,通過(guò)建立柔性模具的熱變形數(shù)值分析模型,發(fā)現(xiàn)合理的芯模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有利于獲得帽形結(jié)構(gòu)成型所需的壓力場(chǎng)。

        國(guó)內(nèi)外針對(duì)樹脂基復(fù)合材料成型壓力場(chǎng)的研究,雖然已經(jīng)取得了大量研究成果,但在相關(guān)研究方面還存在一定欠缺,主要表現(xiàn)為:(1)涉及到復(fù)合材料成型壓力場(chǎng)問(wèn)題數(shù)值模擬的樹脂流動(dòng)/纖維密實(shí)建模方面,目前大多建立在單獨(dú)構(gòu)件基礎(chǔ)上,常忽略或弱化構(gòu)件周圍柔性輔材或工裝的傳壓損失對(duì)構(gòu)件實(shí)際壓力場(chǎng)分布造成的影響,并且,在設(shè)定邊界條件時(shí),往往將構(gòu)件四周側(cè)面設(shè)置為絕緣,忽略側(cè)面熱傳導(dǎo)對(duì)樹脂流動(dòng)的影響,從而使模擬結(jié)果與實(shí)際成型過(guò)程存在一定誤差;(2)成型壓力對(duì)樹脂流動(dòng)、纖維的浸潤(rùn)性及纖維密實(shí)行為的影響較大,進(jìn)而影響樹脂與纖維的界面結(jié)合情況并最終影響材料的力學(xué)性能,通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法測(cè)試過(guò)程復(fù)雜且測(cè)試精度難以保證,因此如何通過(guò)數(shù)值模擬方法來(lái)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和表征成型壓力作用下纖維與樹脂的界面結(jié)合情況,目前相關(guān)研究還鮮有提及;(3)模具對(duì)復(fù)合材料成型過(guò)程的傳壓、賦型等方面扮演了重要角色,但在柔性軟模受熱膨脹帶來(lái)的成型壓力場(chǎng)調(diào)控問(wèn)題,硬模與構(gòu)件界面的壓力約束作用均勻性問(wèn)題,以及軟/硬模配合對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)制件成型壓力場(chǎng)的影響等方面的數(shù)值模擬研究還較為薄弱。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        縱觀當(dāng)前國(guó)內(nèi)外樹脂基復(fù)合材料熱壓成型工藝數(shù)值模擬研究進(jìn)展,已取得長(zhǎng)足進(jìn)步,并在實(shí)際制造過(guò)程中,有效指導(dǎo)了生產(chǎn)實(shí)踐,降低了制造成本,提高了生產(chǎn)效率。但是,相關(guān)數(shù)值模擬研究還存一些不完善之處:一是數(shù)值模擬時(shí)可選用的材料數(shù)據(jù)庫(kù)較少,所需要的大量熱物性參數(shù)不夠齊全,僅能對(duì)幾種常見的樹脂基復(fù)合材料的成型工藝進(jìn)行仿真模擬,缺乏普遍性;二是由于熱壓成型過(guò)程影響因素多且復(fù)雜,在進(jìn)行數(shù)學(xué)建模時(shí),常忽略一些次要因素,對(duì)邊際條件的約束也進(jìn)行一定簡(jiǎn)化,導(dǎo)致模擬結(jié)果與實(shí)際出現(xiàn)一定偏離。鑒于此,今后應(yīng)加大樹脂基復(fù)合材料數(shù)據(jù)庫(kù)的更新力度,同時(shí),對(duì)樹脂基復(fù)合材料熱壓成型過(guò)程應(yīng)同時(shí)考慮多影響因素的耦合作用,實(shí)現(xiàn)更精確的聯(lián)合仿真,為樹脂基復(fù)合材料的成型制造提供更準(zhǔn)確的理論依據(jù)。

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