复合材料构件的固化变形预测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种复合材料构件的固化变形预测方法和装置。本发明专利技术复合材料构件的固化变形预测方法包括：获取模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数以及热压罐的温度参数，根据模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数、热压罐的温度参数以及预先确定的固化变形预测模型，获取所述构件的固化变形结果。实现了在实际生产复合材料构件前，对复合材料构件固化变形进行预测的目的，从而在实际生产前可以根据预测的结果及时进行修正，提高了实际生产获得的复合材料构件的质量。

Prediction Method and Device for Curing Deformation of Composite Members

The embodiment of the present invention provides a method and device for predicting curing deformation of composite components. The curing deformation prediction method of the composite component of the present invention includes obtaining the geometric parameters of the die, the laying parameters of the composite material, the properties parameters of the composite material and the temperature parameters of the hot-pressing tank, and obtaining the curing deformation prediction model according to the geometric parameters of the die, the laying parameters of the composite material, the properties parameters of the composite material, the temperature parameters of the hot-pressing tank and the pre-determined curing deformation prediction model. The curing deformation results of the components are taken. The purpose of predicting the curing deformation of composite components before actual production is realized, so that the predicted results can be corrected in time before actual production, and the quality of composite components obtained in actual production is improved.

【技术实现步骤摘要】
复合材料构件的固化变形预测方法和装置
本专利技术实施例涉及热压罐成型工艺，尤其涉及一种复合材料构件的固化变形预测方法和装置。
技术介绍
树脂基复合材料是适应航空、航天等高科技领域的需要而发展起来的一种高性能复合材料，它具有轻质、高强度和可设计性等优越的性能。热压罐成型工艺(AutoclaveMoldingProcess)是制造高质量树脂基复合材料构件的主要方法之一，其具有加热温度及固化压力分布均匀，构件的几何形状几乎没有限制，适用范围广的特点。但是，在使用热压罐制造树脂基复合材料构件时，复合材料构件在经历高温固化成型及冷却过程后，由于复合材料坯料的热胀冷缩效应，基体树脂的化学反应收缩效应，以及复合材料与成型所用模具材料在热膨胀系数上的显著差异,其在室温下的自由形状与预期的理想形状之间会产生一定程度的不一致,即产生构件的固化变形，而复合材料构件的固化变形对零件外形精度和构件之间的连接匹配会产生极为不利的影响。因此，在实际使用热压罐制造树脂基复合材料构件前，需要对复合材料构件的固化变形预测，以便根据预测结果及时对构件的固化工艺规范和零件成型所用模具的型面等进行反复的调整及修正加工，以控制变形程度或抵消变形的影响作用。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种复合材料构件的固化变形预测方法和装置，以实现对复合材料构件的固化变形进行预测，从而减少实际生产出的复合材料构件的固化变形。第一方面，本专利技术实施例提供一种复合材料构件的固化变形预测方法，包括：获取模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数以及热压罐的温度参数，其中，所述模具是使复合材料成型为构件的工件，所述热压罐是用于制造所述构件的热压罐，所述复合材料的属性参数包括所述复合材料的单向板材料参数；根据模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数、热压罐的温度参数以及预先确定的固化变形预测模型，获取所述构件的固化变形结果；其中，所述固化变形预测模型为有关复合材料的热膨胀系数、复合材料的化学收缩、模具的约束、模具的热膨胀系数中至少一种的固化变形预测模型。可选的，固化变形预测模型包括：第一固化变形预测子模型、第二固化变形预测子模型、第三固化变形预测子模型、第四固化变形预测子模型；其中，所述第一固化变形预测子模型为有关复合材料的热膨胀系数的固化变形预测模型；所述第二固化变形预测子模型为有关复合材料的热膨胀系数、复合材料的化学收缩的固化变形预测模型；所述第三固化变形预测子模型为有关复合材料的热膨胀系数、复合材料的化学收缩以及模具的约束的固化变形预测模型；所述第四固化变形预测子模型为有关复合材料的热膨胀系数、复合材料的化学收缩、模具的约束以及模具的热膨胀系数的固化变形预测模型。可选的，所述方法还包括：获取用户输入的固化变形预测子模型选择指令，所述固化变形预测子模型选择指令用于指示用户选择的固化变形预测子模型，其中，所述用户选择的固化变形预测子模型为所述第一固化变形预测子模型、第二固化变形预测子模型、第三固化变形预测子模型、第四固化变形预测子模型中的任一；所述根据模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数、热压罐的温度参数以及预先确定的固化变形预测模型，获取所述构件的固化变形结果，包括：根据模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数、热压罐的温度参数以及所述用户选择的固化变形预测子模型，获取所述构件的固化变形结果。可选的，当用户选择的固化变形预测子模型为第三固化变形预测子模型时，所述复合材料的属性参数还包括复合材料的剪切层材料参数；当用户选择的固化变形预测子模型为第四固化变形预测子模型时，所述方法还包括：获取模具的材料参数；根据模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数、热压罐的温度参数以及所述用户选择的固化变形预测子模型，获取所述构件的固化变形结果，包括：根据模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数、热压罐的温度参数、模具的材料参数以及所述用户选择的固化变形预测子模型，获取所述构件的固化变形结果。可选的，所述方法还包括：根据所述复合材料，确定所述复合材料的化学变形对应的温差，其中，所述温差引起的变形与所述化学变形等同；当用户选择的固化变形预测子模型为所述第二固化变形预测子模型、第三固化变形预测子模型、第四固化变形预测子模型中的任一时，根据所述温差，根据模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数、热压罐的温度参数以及预先确定的固化变形预测模型，获取所述构件的固化变形结果，包括：根据模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数、热压罐的温度参数、所述温差以及预先确定的固化变形预测模型，获取所述构件的固化变形结果。可选的，所述单向板材料参数包括以下至少一项：弹性模量、剪切模量、泊松比、热膨胀系数。可选的，所述剪切层材料参数包括以下至少一项：剪切层厚度、剪切层纤维方向热膨胀系数；所述模具的材料参数包括以下至少一项：杨氏模量、剪切模量、泊松比、热膨胀系数。第二方面，本专利技术实施例提供一种复合材料构件的固化变形预测装置，包括：获取模块，用于获取模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数以及热压罐的温度参数，其中，所述模具是使复合材料成型为构件的工件，所述热压罐是用于制造所述构件的热压罐，所述复合材料的属性参数包括所述复合材料的单向板材料参数；处理模块，用于根据模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数、热压罐的温度参数以及预先确定的固化变形预测模型，获取所述构件的固化变形结果；其中，所述固化变形预测模型为有关复合材料的热膨胀系数、复合材料的化学收缩、模具的约束、模具的热膨胀系数中至少一种的固化变形预测模型。可选的，固化变形预测模型包括：第一固化变形预测子模型、第二固化变形预测子模型、第三固化变形预测子模型、第四固化变形预测子模型；其中，所述第一固化变形预测子模型为有关复合材料的热膨胀系数的固化变形预测模型；所述第二固化变形预测子模型为有关复合材料的热膨胀系数、复合材料的化学收缩的固化变形预测模型；所述第三固化变形预测子模型为有关复合材料的热膨胀系数、复合材料的化学收缩以及模具的约束的固化变形预测模型；所述第四固化变形预测子模型为有关复合材料的热膨胀系数、复合材料的化学收缩、模具的约束以及模具的热膨胀系数的固化变形预测模型。可选的，所述获取模块，还用于获取用户输入的固化变形预测子模型选择指令，所述固化变形预测子模型选择指令用于指示用户选择的固化变形预测子模型，其中，所述用户选择的固化变形预测子模型为所述第一固化变形预测子模型、第二固化变形预测子模型、第三固化变形预测子模型、第四固化变形预测子模型中的任一；所述处理模块，具体用于：根据模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数、热压罐的温度参数以及所述用户选择的固化变形预测子模型，获取所述构件的固化变形结果。可选的，当所述获取模块获取到用户选择的固化变形预测子模型为第三固化变形预测子模型时，所述复合材料的属性参数还包括复合材料的剪切层材料参数；当所述获取模块获取到用户选择的固化变形预测子模型为第四固化变形预测子模型时，所述获取模块还用于：获取模具的材料参数；所述处理模块，具体用于：根据模具的几何参数、复合材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料构件的固化变形预测方法，其特征在于，包括：获取模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数以及热压罐的温度参数，其中，所述模具是使复合材料成型为构件的工件，所述热压罐是用于制造所述构件的设备，所述复合材料的属性参数包括所述复合材料的单向板材料参数；根据所述模具的几何参数、所述复合材料的铺层参数、所述复合材料的属性参数、所述热压罐的温度参数以及预先确定的固化变形预测模型，获取所述构件的固化变形结果；其中，所述固化变形预测模型为有关复合材料的热膨胀系数、复合材料的化学收缩、模具的约束、模具的热膨胀系数中至少一种的固化变形预测模型。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料构件的固化变形预测方法，其特征在于，包括：获取模具的几何参数、复合材料的铺层参数、复合材料的属性参数以及热压罐的温度参数，其中，所述模具是使复合材料成型为构件的工件，所述热压罐是用于制造所述构件的设备，所述复合材料的属性参数包括所述复合材料的单向板材料参数；根据所述模具的几何参数、所述复合材料的铺层参数、所述复合材料的属性参数、所述热压罐的温度参数以及预先确定的固化变形预测模型，获取所述构件的固化变形结果；其中，所述固化变形预测模型为有关复合材料的热膨胀系数、复合材料的化学收缩、模具的约束、模具的热膨胀系数中至少一种的固化变形预测模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固化变形预测模型包括：第一固化变形预测子模型、第二固化变形预测子模型、第三固化变形预测子模型、第四固化变形预测子模型；其中，所述第一固化变形预测子模型为有关所述复合材料的热膨胀系数的固化变形预测模型；所述第二固化变形预测子模型为有关所述复合材料的热膨胀系数、所述复合材料的化学收缩的固化变形预测模型；所述第三固化变形预测子模型为有关所述复合材料的热膨胀系数、所述复合材料的化学收缩以及所述模具的约束的固化变形预测模型；所述第四固化变形预测子模型为有关所述复合材料的热膨胀系数、所述复合材料的化学收缩、所述模具的约束以及所述模具的热膨胀系数的固化变形预测模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：获取用户输入的固化变形预测子模型选择指令，所述固化变形预测子模型选择指令用于指示用户选择的固化变形预测子模型，其中，所述用户选择的固化变形预测子模型为所述第一固化变形预测子模型、所述第二固化变形预测子模型、所述第三固化变形预测子模型、所述第四固化变形预测子模型中的任一；所述根据所述模具的几何参数、所述复合材料的铺层参数、所述复合材料的属性参数、所述热压罐的温度参数以及所述预先确定的固化变形预测模型，获取所述构件的固化变形结果，包括：根据所述模具的几何参数、所述复合材料的铺层参数、所述复合材料的属性参数、所述热压罐的温度参数以及所述用户选择的固化变形预测子模型，获取所述构件的固化变形结果。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述用户选择的固化变形预测子模型为所述第三固化变形预测子模型时，所述复合材料的属性参数还包括复合材料的剪切层材料参数；当所述用户选择的固化变形预测子模型为所述第四固化变形预测子模型时，所述方法还包括：获取；根据所述模具的几何参数、所述复合材料的铺层参数、所述复合材料的属性...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博明，张国伟，罗玲，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11