基于温度场和固化场的翼身融合模具的设计方法技术

本发明专利技术提供一种基于温度场和固化场的翼身融合模具的设计方法，包括：S1、建立翼身融合模具的3D模型；S2、获取对流换热系数并建立温度场；S3、固化复合材料结构模型并建立固化场；S4进行热传导计算和分析；S5、进行热分布补偿设计；S6、进行热应变补偿设计，确认最终设计方案。本发明专利技术将流体仿真、温度场、固化场和应力应变仿真有效结合，弥补了传统方法进行某类型分析的单一性，最大程度的考虑了实际因素的影响，根据仿真结果提出了热分布补偿和热应变补偿，形成完整的翼身融合飞机模具的设计方法，提高了设计精度，减少了传统设计依靠经验设计的依赖性和盲目性，并降低了试验及生产试错成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
基于温度场和固化场的翼身融合模具的设计方法


[0001]本专利技术涉及飞机模具设计
，具体提供一种基于温度场和固化场的翼身融合模具的设计方法。

技术介绍

[0002]无人机技术在世界范围内蓬勃发展，其中翼身融合无人机是将传统飞机布局的机身结构与机翼结构相融合，具有更轻的结构质量、更高的升阻比。工程上，一体化的翼身外形通常采用成型工艺来提高复合材料翼身的表面质量，故成型模具对机身成型有着至关重要的影响。
[0003]现有技术中，模具设计一般从产品结构设计和工艺方案出发，经总体设计、详细设计、评审和出图到模具投产，此方法较依赖模具设计师的固有经验，对于结构的合理性及可优化性没有更深度的判断，对模具的优越性评判较为盲目。在少部分模具设计和制造的过程中，采用热分布方法进行某种程度上的指导，但通常仅考虑了模具自身的热应力情况，依然具有一定局限性，所以如何优化翼身融合的模具成为现在模具设计研究的重要方向。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决上述问题，提供了一种基于温度场和固化场的翼身融合模具的设计方法，主要对翼身融合飞本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于温度场和固化场的翼身融合模具的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、建立翼身融合模具的3D模型；S2、对所述3D模型进行温度流体仿真，建立温度场，并获得所述3D模型的表面各节点的对流换热系数；S3、在所述3D模型的表面建立复合材料结构模型；对所述3D模型和所述复合材料结构模型进行加热固化，并建立固化场；S4、计算所述3D模型和所述复合材料结构模型进行加热固化过程中的热传导，获得所述3D模型的结构的温度分布图；S5、依据所述温度分布图判断是否进行热分布补偿设计；基于所述温度分布图，对温差值超过总体温度上升值10％的区域进行修正，并返回执行S2，直至所有区域温差值均不超过总体温度上升值的10％；S6、基于所述热传导的计算结果，对所述3D模型进行应力应变仿真并求解所述复合材料结构模型产生的热应变；对所述3D模型进行顺序热力耦合分析并判断是否进行热应变补偿设计；若所述3D模型的最大形变不在设定的容差范围内，则修改所述3D模型的结构，并返回执行S2，直至所述3D模型的最大形变处于设定的容差范围内，确认最终翼身融合模具的模型。2.如权利要求1所述的基于温度场和固化场的翼身融合模具的设计方法，其特征在于，S1中还包括：设定所述翼身融合模具的厚度及支撑形式。3.如权利要求1所述的基于温度场和固化场的翼身融合模具的设计方法，其特征在于，S2中对所述3D模型进行温度流体仿真具体包括：模拟翼身融合模具在热压罐成型工艺过程中的温度变化情况，根据所述热压罐建立流体计算区域，根据热压罐中空气流速、密度、粘度及管道直径计算流体雷诺数，并进行对流换热计算，提取所述3D模型的表面各节点的对流换热系数。4.如权利要求1所述的基于温度场和固化场的翼身融合模具的设计方法，其特征在于，S3中建立所述复合材料结构模型还包括；对所述复合材料结构模型以及所述3D模型进行网格剖分，其中所述复合材料结构模型采用的网格大小设定为总体尺寸的1％～3％，厚度方向划分有不少于3层的网格。5.如权利要求1所述的基于温度场和固化场的翼身融合模具的设计方法，其特征在于，所述复合材料结构模型加热固化过程中加入树脂作为固化剂。6.如权利要求5所述的基于温度场和固化场的翼身融合模具的设计方法，其特征在于，S3中建立所述固化场的所需量的计算式如下：求解所述复合材料模型和所述树脂在加热固化中的热生成率Q如下：其中，ρ
r
表示所述树脂的基密度，v
f<...

【专利技术属性】
技术研发人员：许嘉慧，白越，乔正，李会彬，丁佳毓，
申请(专利权)人：长春长光博翔无人机有限公司，
类型：发明
国别省市：