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基于流体动力学的热压罐框架式模具温度场优化
被引量：
3
1
作者
郭靖宇
岳光
+2 位作者
吕佳镁
任琳
潘玉田
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期233-240,共8页
热压罐固化技术已经成为复合材料生产过程中重要的成型技术,在航空航天领域已被广泛应用。针对该技术在复合材料固化过程中存在温度分布不均匀导致材料内部结构不均匀的问题,基于流体流速对对流换热的影响,提出一种热压罐成型框架式模...
热压罐固化技术已经成为复合材料生产过程中重要的成型技术,在航空航天领域已被广泛应用。针对该技术在复合材料固化过程中存在温度分布不均匀导致材料内部结构不均匀的问题,基于流体流速对对流换热的影响,提出一种热压罐成型框架式模具温度场优化方法。该方法通过逐步减小工作流体流通面积,提高其流速,增强对流换热,利用流体流速的变化来补偿流体自身因热传递而损失的温度,从而达到改善模具型面温度分布的不均匀性,解决复合材料固化梯度较大的问题。利用多物理场仿真软件COMSOL对上凸型、直板型和下凹型变截面的模具进行流体与固体耦合计算,对比分析模具型面温度分布。结果表明,直板型框架式模具型面温度分布的均匀性最好,同时还具有改装成本低廉、结构简单、易于实现等特点。
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关键词
热压罐
对流换热
温度场
结构优化
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职称材料
复合材料缠绕金属内衬身管的减重设计
被引量：
1
2
作者
郭靖宇
吕佳镁
+3 位作者
郭保全
Khaziev Alexey
李必天
潘玉田
《火炮发射与控制学报》
北大核心
2022年第4期63-67,共5页
连续纤维增强复合材料作为比强度较高的新型材料,在军事领域已被广泛应用。火炮作为陆军的重要武器装备,存在质量较大的不足。基于最小质量原则,提出了一种复合材料缠绕金属内衬身管的减重设计方案。通过计算连续纤维增强复合材料的厚...
连续纤维增强复合材料作为比强度较高的新型材料,在军事领域已被广泛应用。火炮作为陆军的重要武器装备,存在质量较大的不足。基于最小质量原则,提出了一种复合材料缠绕金属内衬身管的减重设计方案。通过计算连续纤维增强复合材料的厚度和缠绕角度,并采用分段式设计,使复合材料的整体性能满足身管的设计要求同时,质量最小,从而达到减少火炮身管质量的目的。最后使用有限元法,验证了基于笔者提出的设计方案设计的130 mm口径50倍径火炮的力学性能。仿真结果表明,基于本方案设计的身管满足设计要求,同时可以降低身管质量,提高火炮机动性。
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关键词
复合材料身管
缠绕角度
有限元
减重设计
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职称材料
基于温度场的热压罐成型模具优化设计
被引量：
1
3
作者
吕佳镁
马贵春
+3 位作者
郭靖宇
李云浩
郑俊旺
王政
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2021年第11期82-87,共6页
热压罐成型模具的温度梯度会增加复合材料固化的不确定性。提高模具表面温度分布的均匀性可保证复合材料构件的固化质量和成型精度。现存模具优化方案大多操作困难,难以用于工程实践。本文提出在模具支撑结构中,添加沿流体流向倾斜一定...
热压罐成型模具的温度梯度会增加复合材料固化的不确定性。提高模具表面温度分布的均匀性可保证复合材料构件的固化质量和成型精度。现存模具优化方案大多操作困难,难以用于工程实践。本文提出在模具支撑结构中,添加沿流体流向倾斜一定角度的直板作为导流板,通过控制导流板的倾斜角度,调整气体在模具后部的压缩程度,最终确定添加导流板的最佳位置。采用本文方法能够达到优化模具表面温度分布均匀性的目的,可用于指导实际工程中复合材料构件热压罐成型模具的优化工作。
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关键词
复合材料
温度场
模具
热压罐成型
结构优化
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职称材料
题名
基于流体动力学的热压罐框架式模具温度场优化
被引量：
3
1
作者
郭靖宇
岳光
吕佳镁
任琳
潘玉田
机构
莫斯科鲍曼国立技术大学特种制造系
中北
大学
机电工程学院
太原工业学院
出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期233-240,共8页
基金
国家自然科学基金项目(51766011)
太原工业学院青年(后备)学科带头人资助项目(21020909)。
文摘
热压罐固化技术已经成为复合材料生产过程中重要的成型技术,在航空航天领域已被广泛应用。针对该技术在复合材料固化过程中存在温度分布不均匀导致材料内部结构不均匀的问题,基于流体流速对对流换热的影响,提出一种热压罐成型框架式模具温度场优化方法。该方法通过逐步减小工作流体流通面积,提高其流速,增强对流换热,利用流体流速的变化来补偿流体自身因热传递而损失的温度,从而达到改善模具型面温度分布的不均匀性,解决复合材料固化梯度较大的问题。利用多物理场仿真软件COMSOL对上凸型、直板型和下凹型变截面的模具进行流体与固体耦合计算,对比分析模具型面温度分布。结果表明,直板型框架式模具型面温度分布的均匀性最好,同时还具有改装成本低廉、结构简单、易于实现等特点。
关键词
热压罐
对流换热
温度场
结构优化
Keywords
autoclave
convection heat transfer
temperature field
structural optimization
分类号
TF305 [冶金工程—冶金机械及自动化]
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职称材料
题名
复合材料缠绕金属内衬身管的减重设计
被引量：
1
2
作者
郭靖宇
吕佳镁
郭保全
Khaziev Alexey
李必天
潘玉田
机构
莫斯科鲍曼国立技术大学特种制造系
中北
大学
机电工程学院
中北
大学
军民融合协同创新研究院
出处
《火炮发射与控制学报》
北大核心
2022年第4期63-67,共5页
文摘
连续纤维增强复合材料作为比强度较高的新型材料,在军事领域已被广泛应用。火炮作为陆军的重要武器装备,存在质量较大的不足。基于最小质量原则,提出了一种复合材料缠绕金属内衬身管的减重设计方案。通过计算连续纤维增强复合材料的厚度和缠绕角度,并采用分段式设计,使复合材料的整体性能满足身管的设计要求同时,质量最小,从而达到减少火炮身管质量的目的。最后使用有限元法,验证了基于笔者提出的设计方案设计的130 mm口径50倍径火炮的力学性能。仿真结果表明,基于本方案设计的身管满足设计要求,同时可以降低身管质量,提高火炮机动性。
关键词
复合材料身管
缠绕角度
有限元
减重设计
Keywords
composite material barrel
winding angle
finite element
weight reduction design
分类号
TJ302 [兵器科学与技术—火炮、自动武器与弹药工程]
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职称材料
题名
基于温度场的热压罐成型模具优化设计
被引量：
1
3
作者
吕佳镁
马贵春
郭靖宇
李云浩
郑俊旺
王政
机构
中北
大学
机电工程学院
莫斯科鲍曼国立技术大学特种制造系
出处
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2021年第11期82-87,共6页
文摘
热压罐成型模具的温度梯度会增加复合材料固化的不确定性。提高模具表面温度分布的均匀性可保证复合材料构件的固化质量和成型精度。现存模具优化方案大多操作困难,难以用于工程实践。本文提出在模具支撑结构中,添加沿流体流向倾斜一定角度的直板作为导流板,通过控制导流板的倾斜角度,调整气体在模具后部的压缩程度,最终确定添加导流板的最佳位置。采用本文方法能够达到优化模具表面温度分布均匀性的目的,可用于指导实际工程中复合材料构件热压罐成型模具的优化工作。
关键词
复合材料
温度场
模具
热压罐成型
结构优化
Keywords
composite material
temperature field
mold
autoclave forming
structure optimization
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
基于流体动力学的热压罐框架式模具温度场优化
郭靖宇
岳光
吕佳镁
任琳
潘玉田
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
复合材料缠绕金属内衬身管的减重设计
郭靖宇
吕佳镁
郭保全
Khaziev Alexey
李必天
潘玉田
《火炮发射与控制学报》
北大核心
2022
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于温度场的热压罐成型模具优化设计
吕佳镁
马贵春
郭靖宇
李云浩
郑俊旺
王政
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2021
1
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职称材料
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