基于数字孪生调控纤维金属层板原位浸渍热成形方法技术

技术编号:41442215 阅读:22 留言:0更新日期:2024-05-28 20:34
本发明专利技术基于数字孪生调控纤维金属层板原位浸渍热成形方法,包括以下内容:根据所要使用的树脂的材料种类、关键部分和承力部分不同功能区树脂含量要求,通过仿真模拟确定纤维金属层板中的微纳结构树脂注入位置,至少具有一个树脂注入位置,每个树脂注入位置周围形成一个局部梯度区域;对纤维金属层板的金属板和纤维板之间的相对面进行微纳处理,微纳处理后,金属板和纤维板之间的空间以树脂注入位置为中心,并向周围呈梯度逐渐变小的趋势;建立树脂浸渍流动的物理模型;结合数字孪生模拟与预测技术,实现精细调控纤维金属层板结构原位浸渍热成形的工艺参数,通过调整树脂的梯度分布,可以减少材料的使用量,同时达到相同或更好的性能要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数字孪生,尤其涉及一种基于数字孪生调控纤维金属层板原位浸渍热成形方法以及纤维金属层板结构原位浸渍热成形的数字孪生调控系统。


技术介绍

1、纤维金属层板是一种将金属板与纤维增强复材依照一定次序铺贴后,经过特定的温度与压力下固化而成的超混杂复合材料。纤维金属层板具有比强度高、阻燃性好、损伤容限高、抗疲劳和抗冲击的优异性能。因此纤维金属层板在航空航天、汽车等领域得到了广泛应用,并成为了飞机机身、整流罩、蒙皮等重要零部件的主要用材之一。

2、目前,纤维金属层板零部件的制造方法大致可分为两种,其本质区别在于固化和成形两道工序的顺序。一种方法是先将金属薄板成形,然后按顺序在曲面模具内铺贴纤维树脂预浸料,通过热压罐中的固化工艺一次完成曲面构件的制造。尽管该方法可以制造出曲率较小的单曲率或双曲率构件,但成本高且周期较长。另一种方法是先制备纤维金属层合平板,然后通过塑性成形方法将其加工成曲面构件,适用于小型或具有多曲率的构件制造。然而,由于纤维金属层板中金属层和复合材料层的结构和弹性差异较大,并且纤维层的变形能力远低于金属层,导致金属层与复合材料层本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于数字孪生调控纤维金属层板原位浸渍热成形方法,其特征在于,所述方法包括以下内容:

2.根据权利要求1所述的成形方法,其特征在于,利用数字孪生调控技术对增强介质/树脂基体的浸渍过程进行控制,有效地实现纤维金属层板零部件不同功能位置的树脂可控浸渍,同时利用数字孪生模拟预测优化增强介质/树脂基体的浸润行为,避免纤维金属层板成形缺陷产生,实现更好的界面增强效果。

3.一种纤维金属层板结构原位浸渍热成形的数字孪生调控系统,其特征在于,包括数字孪生模块、热冲压与树脂原位浸渍复合成形装置、参数收集模块、数据库模块、反馈控制模块;

4.根据权利要求3所述的纤...

【技术特征摘要】

1.一种基于数字孪生调控纤维金属层板原位浸渍热成形方法,其特征在于,所述方法包括以下内容:

2.根据权利要求1所述的成形方法,其特征在于,利用数字孪生调控技术对增强介质/树脂基体的浸渍过程进行控制,有效地实现纤维金属层板零部件不同功能位置的树脂可控浸渍,同时利用数字孪生模拟预测优化增强介质/树脂基体的浸润行为,避免纤维金属层板成形缺陷产生,实现更好的界面增强效果。

3.一种纤维金属层板结构原位浸渍热成形的数字孪生调控系统,其特征在于,包括数字孪生模块、热冲压与树脂原位浸渍复合成形装置、参数收集模块、数据库模块、反馈控制模块;

4.根据权利要求3所述的纤维金属层板结构原位浸渍热成形的数字孪生调控系统,其特征在于,所述热冲压与树脂原位浸渍复合成形装置包括热冲压成形设备、树脂原位浸渍设备,所述热冲压成形设备包括:冲压机提供冲击力和应变能量,将金属基板和纤维增强树脂片在高温下进行复合成形;加热单元通过电加热、液体循环或其他方式提供热能加热金属基板和树脂浸渍材料;成形模具用于制造特定形状和尺寸的零部件;

5.根据权利要求3所述的纤维金属层板结构原位浸渍热成形的数字孪生调控系统,其特征在于,所述参数收集模块包括若干安装在热冲压与树脂原位浸渍复合成形装置上和纤维金属层板部件附近、用以采集热冲压...

【专利技术属性】
技术研发人员:王耀程达李世杰胡宁赵丽滨刘康杨佳俊崔佳辰
申请(专利权)人:河北工业大学
类型:发明
国别省市:

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