基于因次分析方法的树脂基复合材料等温固化均匀性分析

发布时间：2018-07-24 11:52

【摘要】：在复合材料固化过程中,固化度场的非均匀性是引起残余热应力和固化收缩应力的重要因素。为了探讨树脂基复合材料结构件固化成型过程中的工艺参数对固化均匀性的影响,首先针对Epon 862/W环氧树脂体系建立了复合材料固化仿真模型,并对模型进行了验证;然后,通过因次分析得出了树脂基复合材料结构件的热传递方程和固化动力学方程的无因次形式;最后,通过数值模拟定量分析了固化工艺温度、对流换热系数和结构件厚度对复合材料固化均匀性的影响规律。结果表明:在等温固化条件下,对流换热系数对复合材料固化均匀性的影响很小,无因次式特征时间tc/树脂固化反应特征时间tR与固化度差值间存在拟合函数关系,该函数可以方便地用于工程计算。
[Abstract]:The inhomogeneity of curing degree field is an important factor to cause residual thermal stress and solidified shrinkage stress in the curing process of composites. In order to investigate the effect of process parameters on the curing uniformity of resin matrix composite structure parts, the curing simulation model of Epon 862 / W epoxy resin system was established, and the model was verified. The dimensionless equations of heat transfer and curing kinetics of structural parts of resin matrix composites are obtained by dimensional analysis. Finally, the curing process temperature is quantitatively analyzed by numerical simulation. The influence of convection heat transfer coefficient and structure thickness on the curing uniformity of composites. The results show that the convection heat transfer coefficient has little effect on the curing uniformity of the composites under isothermal curing conditions, and there is a fitting function relationship between the characteristic reaction time tr of dimensionless characteristic time tc/ resin curing and the difference of curing degree. This function can be used in engineering calculation conveniently.
【作者单位】： 中南大学机电工程学院;
【基金】：“973”计划(2014CB046500)
【分类号】：TB33

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本文编号：2141292