复合材料工字加筋盒段的管状真空袋成型工艺模拟与分析

123456aa · 发表于 2022-4-12 09:44:54

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雅宝题库解析：
在满足结构总体性能要求的前提下，复合材料的整体化成型可以大量减少零件和紧固件数目、减轻结构重量、降低成本，也是复合材料本身的优点和特点之一。预浸料/热压罐工艺的共固化、二次胶接、共胶接技术是整体化成型工艺的基础。因此，针对整体化成型复合材料结构件，采用新型的预浸料/热压罐工艺提高成型质量有着积极的意义。本文针对工字梁盒段这一典型共固化整体化成型结构，采用管状真空袋替代传统工艺中的芯模，对其成型工艺进行了较为系统的研究。本文首先从预浸料出发，采用DSC、DMTA和TMA等分析手段获得了预浸料固化动力学模型以及固化过程中比热容、热导率、模量、固化收缩率等参数。在此基础上对数值模拟模型进行了改进，为工字梁盒段两种不同工艺方法的固化模拟提供了重要的材料参数。其次，本文针对工字梁盒段结构的管状真空袋成型工艺，对模具设计、工艺过程、固化工艺等方面进行了详细的分析，并制备了相应的实验件。研究结果表明，采用管状真空袋成型工字型盒段，可有效地改善腔体内部的温度梯度、倒角部位的压力传递不均衡等情况，同时具有简化脱模程序、缩短成型时间和减少成本等特点，可明显地提高工字梁盒段的成型效率。最后，本文采用有限元模拟方法，对工字梁盒段的传统工艺以及采用管状真空袋工艺的固化变形进行了模拟与比较。模型采用与实验件一致的结构尺寸；采用三维有限元模拟方法对成型过程中的温度场和变形情况进行了数值模拟计算。结果表明，采用管状真空袋替代传统芯模，可有效地改善温度加载效率，从而减小工字梁盒段结构的固化变形。

复合材料工字加筋盒段的管状真空袋成型工艺模拟与分析

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