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高宽比效应对厚壁复合材料固化过程的影响:Ⅰ.数值模拟(英文)
1
作者
吴旺青
Florian Klunker
+3 位作者
David Christian Berg
朱丹
Gerhard Ziegmann
蒋炳炎
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第S2期368-377,382,共11页
纤维增强聚合物基复合材料(FRP)面临制造厚度为10mm以上的零件的技术挑战。这是因为零件体积与表面积比的增大以及纤维与树脂的较低的热导率,使得树脂固化过程中产生的大量的热量无法及时散去。随着零件的厚度增加,树脂温度会因为反应...
纤维增强聚合物基复合材料(FRP)面临制造厚度为10mm以上的零件的技术挑战。这是因为零件体积与表面积比的增大以及纤维与树脂的较低的热导率,使得树脂固化过程中产生的大量的热量无法及时散去。随着零件的厚度增加,树脂温度会因为反应热的增加而超过其降解温度。因而,本文着眼于厚壁复合材料零件的高宽比效应对单组分树脂系统RTM6在制造商推荐的固化周期(MRCC)下的最大成型厚度及其固化模式的影响。RTM6是特别为航空业树脂传递塑模(RTM)工艺开发的树脂系统。首先通过差示扫描量热仪(DSC)和参数拟合确定RTM6的固化动力学参数,然后采用有限元法进行模拟分析零件最大成型厚度和固化前沿的扩展过程并与文献结果相比较。结果表明,高宽比对厚壁复合材料零件的最大成型厚度和固化前沿扩展模式均有显著影响。零件最大成型厚度与文献结果的吻合度误差范围为1～7%。相同零件厚度下,随着高宽比的增加,会产生胶凝顺序"由外至内"和"由内至外"两种截然相反的固化前沿扩展模式。通过用户自定义固化周期(UDCC),可以实现将固化前沿扩展模式"由外至内"优化为"由内至外"。综上所述,纤维增强厚壁复合材料零件设计制造过程中,零件的高宽比是一个必须考虑的重要因素。
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关键词
厚壁复合材料
固化动力学
高宽比
纤维加强聚合物基
复合材料
树脂传递模塑
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职称材料
连续损伤力学在复合材料厚壁圆筒渐进破坏分析中的应用
被引量：
3
2
作者
吴其俊
周克栋
+2 位作者
赫雷
曾鑫
李峻松
《南京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第4期479-483,共5页
为研究复合材料枪管破坏机理,基于连续损伤力学理论,该文采用以能量为基准的刚度退化方法预测了钢-碳纤维/聚酰亚胺复合材料厚壁圆筒的渐进破坏行为。模型考虑了碳纤维/聚酰亚胺复合材料的三种破坏模式:纤维断裂、基体损伤和层间剪切失...
为研究复合材料枪管破坏机理,基于连续损伤力学理论,该文采用以能量为基准的刚度退化方法预测了钢-碳纤维/聚酰亚胺复合材料厚壁圆筒的渐进破坏行为。模型考虑了碳纤维/聚酰亚胺复合材料的三种破坏模式:纤维断裂、基体损伤和层间剪切失效。在渐进破坏分析中,采用了包括多帧重启动分析和弧长法的三维有限元技术。计算结果表明:基体首先破坏;随后纤维开始断裂,引起整体结构屈服破坏;这个过程中没有层间剪切失效和内衬单元破坏;厚壁圆筒整体的强度主要受纤维强度的影响。
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关键词
复合材料
厚壁
圆筒
渐进破坏
连续损伤力学
有限元法
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职称材料
树脂基复合材料内外协同固化工艺仿真与分析
被引量：
1
3
作者
许家忠
李爽
+1 位作者
乔明
尤波
《玻璃钢／复合材料》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第7期12-17,共6页
在采用传统内固化工艺对厚壁壳体成型时,内层温度往往不足以满足其固化要求或者加热时间过长,因此通常采用多次缠绕多次固化的成型工艺,耗能高、效率低,不但大大提高了成本,也难以保证产品质量。因此本文提出了内外协同固化新工艺并介...
在采用传统内固化工艺对厚壁壳体成型时,内层温度往往不足以满足其固化要求或者加热时间过长,因此通常采用多次缠绕多次固化的成型工艺,耗能高、效率低,不但大大提高了成本,也难以保证产品质量。因此本文提出了内外协同固化新工艺并介绍其原理,建立纤维树脂复合材料厚壁壳体内外协同固化过程的传热模型和固化动力学模型,通过有限元软件ANSYS和APDL语言开发内外协同固化过程数值模拟程序,实现了厚壁壳体内外协同固化过程中温度和固化度的分布及其变化规律的数值模拟研究。对新工艺的数值模拟结果表明,随着外温和预热温度的不断增大,中心节点的温度、固化度和应变波动较大;厚壁壳体内外协同固化的时间很短,是传统固化时间的1/3。
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关键词
纤维
复合材料
厚壁
壳体
内外协同固化
数值模拟
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职称材料
题名
高宽比效应对厚壁复合材料固化过程的影响:Ⅰ.数值模拟(英文)
1
作者
吴旺青
Florian Klunker
David Christian Berg
朱丹
Gerhard Ziegmann
蒋炳炎
机构
聚合物材料与塑料工程研究所
教育部现代复杂装备与极端制造重点实验室
出处
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第S2期368-377,382,共11页
文摘
纤维增强聚合物基复合材料(FRP)面临制造厚度为10mm以上的零件的技术挑战。这是因为零件体积与表面积比的增大以及纤维与树脂的较低的热导率,使得树脂固化过程中产生的大量的热量无法及时散去。随着零件的厚度增加,树脂温度会因为反应热的增加而超过其降解温度。因而,本文着眼于厚壁复合材料零件的高宽比效应对单组分树脂系统RTM6在制造商推荐的固化周期(MRCC)下的最大成型厚度及其固化模式的影响。RTM6是特别为航空业树脂传递塑模(RTM)工艺开发的树脂系统。首先通过差示扫描量热仪(DSC)和参数拟合确定RTM6的固化动力学参数,然后采用有限元法进行模拟分析零件最大成型厚度和固化前沿的扩展过程并与文献结果相比较。结果表明,高宽比对厚壁复合材料零件的最大成型厚度和固化前沿扩展模式均有显著影响。零件最大成型厚度与文献结果的吻合度误差范围为1～7%。相同零件厚度下,随着高宽比的增加,会产生胶凝顺序"由外至内"和"由内至外"两种截然相反的固化前沿扩展模式。通过用户自定义固化周期(UDCC),可以实现将固化前沿扩展模式"由外至内"优化为"由内至外"。综上所述,纤维增强厚壁复合材料零件设计制造过程中,零件的高宽比是一个必须考虑的重要因素。
关键词
厚壁复合材料
固化动力学
高宽比
纤维加强聚合物基
复合材料
树脂传递模塑
Keywords
Thick-walled Composite,Cure kinetics,Height-to-width Aspect Ratio,Fiber Reinforced Polymer Composite,Resin Transfer Molding
分类号
TB33 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
连续损伤力学在复合材料厚壁圆筒渐进破坏分析中的应用
被引量：
3
2
作者
吴其俊
周克栋
赫雷
曾鑫
李峻松
机构
南京理工大学机械工程学院
中国兵器工业第二八研究所
出处
《南京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第4期479-483,共5页
文摘
为研究复合材料枪管破坏机理,基于连续损伤力学理论,该文采用以能量为基准的刚度退化方法预测了钢-碳纤维/聚酰亚胺复合材料厚壁圆筒的渐进破坏行为。模型考虑了碳纤维/聚酰亚胺复合材料的三种破坏模式:纤维断裂、基体损伤和层间剪切失效。在渐进破坏分析中,采用了包括多帧重启动分析和弧长法的三维有限元技术。计算结果表明:基体首先破坏;随后纤维开始断裂,引起整体结构屈服破坏;这个过程中没有层间剪切失效和内衬单元破坏;厚壁圆筒整体的强度主要受纤维强度的影响。
关键词
复合材料
厚壁
圆筒
渐进破坏
连续损伤力学
有限元法
Keywords
composite thick-wall cylinder
progressive failure
continuum damage mechanics
finite element method
分类号
TJ04 [兵器科学与技术—兵器发射理论与技术]
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职称材料
题名
树脂基复合材料内外协同固化工艺仿真与分析
被引量：
1
3
作者
许家忠
李爽
乔明
尤波
机构
哈尔滨理工大学
出处
《玻璃钢／复合材料》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第7期12-17,共6页
基金
黑龙江省自然科学基金(E201301)
文摘
在采用传统内固化工艺对厚壁壳体成型时,内层温度往往不足以满足其固化要求或者加热时间过长,因此通常采用多次缠绕多次固化的成型工艺,耗能高、效率低,不但大大提高了成本,也难以保证产品质量。因此本文提出了内外协同固化新工艺并介绍其原理,建立纤维树脂复合材料厚壁壳体内外协同固化过程的传热模型和固化动力学模型,通过有限元软件ANSYS和APDL语言开发内外协同固化过程数值模拟程序,实现了厚壁壳体内外协同固化过程中温度和固化度的分布及其变化规律的数值模拟研究。对新工艺的数值模拟结果表明,随着外温和预热温度的不断增大,中心节点的温度、固化度和应变波动较大;厚壁壳体内外协同固化的时间很短,是传统固化时间的1/3。
关键词
纤维
复合材料
厚壁
壳体
内外协同固化
数值模拟
Keywords
fiber composite thick-walled shell
the internal-external coordination curing
numerical simulation
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高宽比效应对厚壁复合材料固化过程的影响:Ⅰ.数值模拟(英文)
吴旺青
Florian Klunker
David Christian Berg
朱丹
Gerhard Ziegmann
蒋炳炎
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
连续损伤力学在复合材料厚壁圆筒渐进破坏分析中的应用
吴其俊
周克栋
赫雷
曾鑫
李峻松
《南京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
树脂基复合材料内外协同固化工艺仿真与分析
许家忠
李爽
乔明
尤波
《玻璃钢／复合材料》
CAS
CSCD
北大核心
2015
1
在线阅读
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职称材料
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