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纖維/樹脂復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的固化變形分析

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纖維/樹脂復(fù)合材料樹脂熱固化固化變形各向異性粘彈性

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所屬學(xué)科：

分子表征

來源：

第一屆高分子成型加工及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)論文集(2013.5.10-12,成都)

簡介：

在纖維/樹脂復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的制造過程中，由于材料的熱脹冷縮效應(yīng)、樹脂基體的化學(xué)收縮效應(yīng)、復(fù)合材料與模具材料在熱膨脹系數(shù)上的顯著差異等因素的協(xié)同影響，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件往往產(chǎn)生復(fù)雜的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致其脫模后的尺寸和形狀有別于預(yù)期的結(jié)構(gòu)件尺寸和形狀，即發(fā)生了所謂的固化變形現(xiàn)象[1]。通常，固化變形現(xiàn)象增加了結(jié)構(gòu)件后繼加工和裝配的難度，當(dāng)變形過大時(shí)甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件報(bào)廢，從而增加制造成本，延長生產(chǎn)周期[2]。因此，在固化成型過程中減小內(nèi)應(yīng)力和控制固化變形，對(duì)提高復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件成型質(zhì)量和降低成本具有特別重要的意義。本文針對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件固化變形的三方面影響因素（材料的熱脹冷縮效應(yīng)、樹脂基體的化學(xué)收縮效應(yīng)、模具結(jié)構(gòu)和約束方式），采用有限元方法揭示了復(fù)合材料的固化度-體積-溫度的定量關(guān)系[3]，分析了纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的熱固化成型和內(nèi)應(yīng)力演變過程，進(jìn)而數(shù)值模擬了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的固化變形，比較性分析了樹脂基體的線彈性模型和粘彈性模型對(duì)固化變形的影響。研究表明：當(dāng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件中樹脂所占的比重越大、樹脂收縮率越大時(shí)，復(fù)合材料固化殘余應(yīng)力和固化變形越明顯?？梢酝ㄟ^降低復(fù)合材料固化成型工藝的冷卻速率、減小樹脂基體的固化收縮率以及采用對(duì)稱鋪層等方式來減小復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的固化變形量[4-5]。

作者：

賈玉璽，王曉霞，李盼

上傳時(shí)間：

2013-05-29 15:42:48

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