卫星贮箱安装板复合材料蒙皮热应力工艺设计优化

发布时间：2021-08-12 17:21

　　基于有限元分析方法,对热压罐成型卫星贮箱安装板复合材料蒙皮热应力工艺设计方案进行仿真分析,研究了预浸料铺层区域、均压板结构、固化温度等工艺参数对蒙皮热应力的影响。结果表明,在均压板开孔结构不变,当预浸料铺层方法从整体铺层转变为开孔铺层,最大压缩热应力为-393.7MPa,增加了3.8%;最大拉伸热应力为87.9MPa,降低了62.9%。保持均压板开孔结构-预浸料开孔铺层不变,当固化最高温度从180℃降低到120℃,最大压缩热应力为-250.5MPa,最大拉伸热应力为55.9MPa,最大压缩应力和拉伸应力均降低了36.3%。降低固化温度显著降低热应力,并通过实验验证了分析结果。 

【文章来源】：材料科学与工程学报. 2020,38(01)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

蒙皮外形尺寸

产品采用热压罐工艺固化，为了保证产品质量稳定及提高产品表观质量，热压罐工艺需要设计均压板以及辅助层，蒙皮热压罐工艺设计如图2所示。按照蒙皮热压罐工艺设计完成铺层及真空袋制作，复合材料蒙皮放置到热压罐中并按照一定的固化制度进行固化。升温加压阶段，使得复合材料树脂发生紧密交联固化成固态，同时模具与均压板受热膨胀。降温降压阶段，复合材料随模具和均压板按照一定的冷却速度从固化温度逐渐冷却到室温，复合材料蒙皮与模具以及均压板发生冷却收缩。

在均压板开孔，预浸料整体铺层条件下，由于真空袋加压不均匀，均压板圆孔边界位置出现固化台阶，圆孔内复合材料厚度根据研制厚度设计为0.5mm，其他条件下复合材料厚度为0.4mm。由于成型时固化参数为180℃保温3h，则固化温度冷却区间为180℃至20℃。根据固化过程进行简化建模，由于复合材料界面存在胶接，边界条件为模具四周固支（ENCASTRE），复合材料与模具、复合材料与均压板之间均采用绑定约束（TIE）。模具、复合材料、均压板的网格划分均采用六面体三维减缩积分单元（C3D8R），预浸料整体铺层和预浸料开孔铺层的有限元模型网格划分如图3所示。3 蒙皮均压板设计

【参考文献】：
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本文编号：3338744