基于Sp ringer熱化學模型,提出一種用于研究纖維纏繞復合材料圓筒結構固化工藝過程的數值方法。通過用戶子程序HETVAL把Sp ringer熱化學模型嵌入到ABAQUS有限元中,采用接觸模型和變約束方法處理纏繞固化過程中的動態約束問題。利用該數值計算方法研究纏繞速率對固化反應中溫度場和固化度分布的影響,結果發現纏繞速度對溫度場和固化反應都會產生很大影響。速度快時纏繞結構內部溫度場較纏繞速度慢時要低,從而導致纏繞速度快時的固化反應不充分。
由于纖維纏繞復合材料結構具有比強度大、比剛度高、容易成型等諸多優點,在火箭發動機殼體、魚雷發射管、壓力容器、玻璃鋼管等結構中得到日益廣泛的應用。隨著纏繞技術的不斷提高,纏繞結構已不再局限于以往的圓筒型或回轉體型結構,因而其應用范圍又得到了進一步的拓寬,例如,飛機機身(全復合材料小型飛機)、直升機旋翼、機頭雷達罩、輕型飛機的座艙框架和高性能戰斗機的S形進氣道等復雜形體也已經開始應用纏繞復合材料。另外由于纏繞復合材料與金屬材料的損傷與破壞機理不同,纖維增強復合材料圓柱殼具有穩定的漸進破壞模式,損傷是逐步累積過程,因此可以把纖維纏繞復合材料作為緩沖結構,所以纖維增強復合材料作為緩沖吸能材料是近年來發展起來的另一個應用方向。在纖維纏繞過程中,固化制度直接影響樹脂基體的固化程度和纏繞復合材料結構的強度。
基于Springer熱化學模型,提出一種用于研究纏繞復合材料圓筒結構固化過程的數值模擬方法,通過用戶子程序HEIVAL把Sp ringer熱化學模型嵌入到ABAQUS中,采用接觸模型和變約束方法處理纏繞過程中的動態約束問題,利用該數值方法研究纏繞速率對固化反應過程中溫度場和固化度分布的影響。
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