变厚度树脂基复合材料构件固化变形数值模拟与影响因素分析
Acta Materiae Compositae Sinica（2023）
Abstract
通过层间丢层形成的变厚度树脂基复合材料构件具有减材减重、可刚性裁剪等优点,常应用于机翼结构等重要位置.但层间丢层会导致构件内部的不连续性,并使构件在固化后产生不均匀残余应力,脱模后发生复杂固化变形.针对变厚度复合材料构件的固化变形预测问题,现有研究多采用等效材料性能参数的建模方法,尚未考虑其树脂口袋等结构特点.本文基于分层建模方法,在丢层位置引入树脂口袋结构,建立了变厚度构件固化变形数值仿真模型.通过与传统等效建模方法、传统分层建模方法及实验的结果比较,本文模型最大翘曲变形模拟值的误差与实验值误差仅为 1.01×10-2 mm,且变形趋势一致,验证了模型的有效性和准确性.并分析了不同丢层方式、过渡区斜率、厚薄比对变厚度构件固化变形的影响规律,其中离散丢层的构件变形最小,重叠丢层的构件变形最大,且增加过渡区斜率和降低厚薄比可以有效降低其翘曲变形.
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composite,variable thickness,cure-induced deformation,residual stress,numerical simulation
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