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题名复合材料固化成型–加载行为一体化计算方法
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作者
秦斯路
许英杰
张卫红
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机构
西北工业大学
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出处
《航空制造技术》
北大核心
2025年第9期92-101,130,共11页
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基金
国家重点研发计划(2021YFB3401700)
国家自然科学基金(12220101002,U24A2004)
陕西省重点科技创新团队项目(2023–CX–TD–14)。
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文摘
为了克服以往碳纤维增强树脂(CFRP)基复合材料固化成型分析与损伤力学分析两者割裂的问题,本文搭建了关联固化过程与承载力学行为的一体化分析计算框架,并以AS4/8552复合材料的四点弯加载行为为例,系统开展了计算方法的验证。固化成型分析时,综合考虑固化过程中纤维和树脂基体的机械应变、热膨胀应变及化学收缩应变,并针对材料性能的时变演化引入CHILE模型,表征材料参数随温度的变化规律,建立了基于材料时变特性的热–化–力耦合分析模型。在进行力学行为分析时,将固化残余应力场作为预定义场,并采用Hashin失效准则和Cohesive zone模型分别表征材料的层内和层间损伤。结果表明,该情况下固化残余应力不仅影响材料损伤形式和分布,也会降低损伤失效极限载荷,所预测的四点弯载荷–位移曲线、损伤区域与试验结果具有较好的吻合性,验证了所提计算方法的有效性。
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关键词
碳纤维增强树脂(CFRP)
固化过程
残余应力
损伤行为
四点弯
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Keywords
Carbon fiber reinforced plastic(CFRP)
Curing process
Residual stresses
Damage behavior
Four-point bending
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分类号
V26
[航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
TB3
[一般工业技术—材料科学与工程]
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