不同热环境下复合材料固化过程中的厚度效应

摘要：

为研究厚度对纤维增强环氧树脂基复合材料热固化质量的影响,建立了基于材料性能时变特性的热固性树脂基复合材料层合板热固化的三维非稳态有限元模型和数值计算方法,并采用已有实验结果验证了数值模型的正确性.数值计算了不同厚度的层合板在不同热环境下固化过程中的温度、固化度和残余应力演变过程,研究了厚度参数对固化过程中层合板内温度、残余应力分布及固化时间的影响.研究结果表明:在第一和第二种热控制环境下,随着层合板厚度的增大,层合板内最高温度值增大,残余应力增大,但层合板固化完成时间接近;在第三类热控制环境下,在一定范围内增大层合板厚度,层合板内最高温度值增大,残余应力增大,层合板固化完成时间延长,继续增大层合板厚度,固化时间缩短.对于本文所研究的大厚度层合板,与其他两种热控制环境相比,采用双面加热的第一类热控制环境进行热固化不仅可大大减小层合板内最高温度和残余应力,还可缩短固化时间.

关键词：树脂基复合材料、热固化、厚度效应、固化时间、应力

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;四川省科技计划项目;中国民用航空飞行学院科研基金

在线出版日期：2022-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：15-23