一种纤维增强树脂基复合材料固化变形的仿真模拟方法技术

本发明专利技术涉及一种纤维增强树脂基复合材料固化变形的仿真模拟方法，属于复合材料成型模拟技术领域；本发明专利技术通过对树脂的动态差示扫描量热实验数据进行非线性拟合，得到树脂的固化动力学模型，利用有限元软件计算得到复合材料固化过程中的固化度场与温度场，引入时间‑固化‑温度因子，将基体固化历程分解为相变相关的阶跃形式，将时间划分为玻璃态和橡胶态两个状态，树脂和复合材料在橡胶态和玻璃态的材料性能如模量、热膨胀系数等均为常数，在温度达到玻璃态转变温度时材料性能发生阶跃变化，建立路径相关本构模型表征材料的力学性能，以固化度场与温度场为边界条件，利用有限元软件计算得到树脂基复合材料的固化变形结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纤维增强树脂基复合材料固化变形的仿真模拟方法，属于复合材料成型模拟。

技术介绍

1、纤维增强树脂基复合材料具有比强度高、比模量高、可设计性强、抗疲劳性能好、耐腐蚀性能优越以及便于大面积整体成形等显著优点，已经广泛用于航空航天领域结构件的制备，复合材料的各向异性和不均匀性等特点使其成型过程难以控制。固化成型时，由于固化过程中树脂和纤维的热膨胀系数不一致、树脂的化学收缩以及构件与模具的相互作用等原因，复合材料在成型后往往会产生固化变形，固化变形不仅影响构件的质量，也会给后续的部装和总装带来新的问题。准确预测复合材料构件成型后的固化变形是控制固化变形的基础，对于改进成型工艺、提高成型质量具有重要意义。

2、传统研制方法中复合材料变形控制方法是基于工程经验的，制造试验件，并使用装检工装、三坐标或扫描仪检测型面等方式检验并统计变形情况，依据统计情况迭代优化产品工艺数模。此优化流程中包含工艺设计和发布、工装型面预置变形与工装准备、产品生产与变形统计等工作，往往伴随研制及生产周期长、技术难度大和制造成本高等痛点。基于固化变形仿真分析的研制流本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种纤维增强树脂基复合材料固化变形的仿真模拟方法，其特征在于，所述仿真模拟方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种纤维增强树脂基复合材料固化变形的仿真模拟方法，其特征在于，步骤S1中建立树脂的固化动力学模型，包括以下过程：

3.如权利要求2所述的一种纤维增强树脂基复合材料固化变形的仿真模拟方法，其特征在于，步骤S11中，选择升温速率分别为5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min对树脂进行动态差示扫描量热试验分析，得到差示扫描量热曲线。

4.如权利要求3所述的一种纤维增强树脂基复合材料固化变形的仿真模拟方法，其特征在于，热试...

【技术特征摘要】

1.一种纤维增强树脂基复合材料固化变形的仿真模拟方法，其特征在于，所述仿真模拟方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种纤维增强树脂基复合材料固化变形的仿真模拟方法，其特征在于，步骤s1中建立树脂的固化动力学模型，包括以下过程：

3.如权利要求2所述的一种纤维增强树脂基复合材料固化变形的仿真模拟方法，其特征在于，步骤s11中，选择升温速率分别为5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min对树脂进行动态差示扫描量热试验分析，得到差示扫描量热曲线。

4.如权利要求3所述的一种纤维增强树脂基复合材料固化变形的仿真模拟方法，其特征在于，热试验分析时，设置温度范围从室温25℃至350℃。

5.如权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王梦雨，赵维维，吴霄，修志锋，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司济南特种结构研究所，
类型：发明
国别省市：