树脂基复合材料固化过程中的温度和热应力场三维瞬态分析

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树脂基复合材料固化过程中的温度和热应力场三维瞬态分析

陈淑仙, 田鹤, 秦文峰, 李梦, 杨文锋, 唐庆如

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陈淑仙, 田鹤, 秦文峰, 李梦, 杨文锋, 唐庆如. 树脂基复合材料固化过程中的温度和热应力场三维瞬态分析[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(4): 547-551. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.013

引用本文:

陈淑仙, 田鹤, 秦文峰, 李梦, 杨文锋, 唐庆如. 树脂基复合材料固化过程中的温度和热应力场三维瞬态分析[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(4): 547-551. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.013

CHEN Shu-xian, TIAN He, QIN Wen-feng, LI Meng, YANG Wen-feng, TANG Qing-ru. 3D Unsteady Analysis of Temperature and Thermal Stress Fields of Resin Matrix Composite during Curing Process[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(4): 547-551. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.013

Citation:

CHEN Shu-xian, TIAN He, QIN Wen-feng, LI Meng, YANG Wen-feng, TANG Qing-ru. 3D Unsteady Analysis of Temperature and Thermal Stress Fields of Resin Matrix Composite during Curing Process[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(4): 547-551. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.013

树脂基复合材料固化过程中的温度和热应力场三维瞬态分析

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.013

1.
中国民航飞行学院航空工程学院四川广汉 618307;
2.
南京航空航天大学江苏省航空动力系统重点实验室南京 210016

基金项目:

国家自然科学基金民航联合基金重点项目(U1233202);国家自然科学基金(51306201);江苏省航空动力系统重点实验室开放课题资助项目(APS-2013-04)

作者简介:
陈淑仙(1975-),女,博士,副教授,主要从事复合材料固化过程研究.

中图分类号: TB332

3D Unsteady Analysis of Temperature and Thermal Stress Fields of Resin Matrix Composite during Curing Process

1.
Aviation Engineering Institute,Civil Aviation Flight University of China Guanghan Sichuan 618307;
2.
Jingsu Province Key Laboratory of Aerospace power System,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Nanjing 210016

摘要: 建立了热固性树脂基复合材料固化过程温度和热应力场分析的数学模型,采用有限元方法,进行了三维非稳态数值求解。通过与已有实验结果的比较,验证了数学模型和计算方法的正确性。获得了3234/T300层合板固化过程中内部温度及热应力分布,分析了保温时间、升温速率、铺层设计等对温度、内部热应力的影响。数值计算结果表明:预固化时间越长,层合板内温度梯度越小,热应力峰值越低;升温速率越大,层合板内温度梯度越大,热应力峰值越大;采用对称铺层可降低层合板内部温度梯度和热应力。
- 固化 /
- 有限元方法 /
- 树脂基复合材料 /
- 温度分布 /
- 热应力
Abstract: A three-dimensional unsteady finite element analysis model is developed for the simulation of the temperature and thermal stress fields of the thermosetting resin matrix composite laminate during the curing process. The correctness of the numerical model and methodology is verified by comparing with the available experimental results. The distributions of temperature and thermal stress in 3234/T300 composite laminates during curing process are numerically predicted. The effects of the pre-curing time, heating rate and the stacking sequence on the temperature and thermal stress fields during curing process are analyzed. The numerical computation. results indicate that the temperature gradient and thermal stress in the laminates decrease with the increasing pre-curing time and decreasing heating rate. Using symmetrical stacking sequence can also decrease the temperature gradient and thermal stress in composite laminates.
- curing /
- finite element method /
- resin matrix composite /
- temperature distribution /
- thermal stress

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[3]	聂宝林, 杜平安. 带孔阵屏蔽腔电磁屏蔽特性的时域有限元分析 . 电子科技大学学报, 2014, 43(4): 636-640. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.029
[4]	胡权, 黄桃, 杨中海, 李斌, 李建清. 电子光学系统的三维有限元局部对称计算 . 电子科技大学学报, 2012, 41(3): 408-411. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.03.017
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[7]	杨兆军, 范久臣, 丁树伟, 王继新, 刘长亮, 施宗成. 鼓式制动器应力场数值模拟 . 电子科技大学学报, 2010, 39(4): 623-628. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.032
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[9]	刘建涛, 杜平安, 黄明镜, 肖耀兵. 连续体简谐基础振动有限元计算方法 . 电子科技大学学报, 2009, 38(6): 1052-1056. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.06.034
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树脂基复合材料固化过程中的温度和热应力场三维瞬态分析

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.013

1. 中国民航飞行学院航空工程学院四川广汉 618307;

2. 南京航空航天大学江苏省航空动力系统重点实验室南京 210016

基金项目:

国家自然科学基金民航联合基金重点项目(U1233202);国家自然科学基金(51306201);江苏省航空动力系统重点实验室开放课题资助项目(APS-2013-04)

作者简介:
陈淑仙(1975-),女,博士,副教授,主要从事复合材料固化过程研究.

收稿日期: 2013-06-12
修回日期: 2014-07-04
刊出日期: 2014-08-15

中图分类号: TB332

关键词:

摘要: 建立了热固性树脂基复合材料固化过程温度和热应力场分析的数学模型,采用有限元方法,进行了三维非稳态数值求解。通过与已有实验结果的比较,验证了数学模型和计算方法的正确性。获得了3234/T300层合板固化过程中内部温度及热应力分布,分析了保温时间、升温速率、铺层设计等对温度、内部热应力的影响。数值计算结果表明:预固化时间越长,层合板内温度梯度越小,热应力峰值越低;升温速率越大,层合板内温度梯度越大,热应力峰值越大;采用对称铺层可降低层合板内部温度梯度和热应力。

English Abstract

陈淑仙, 田鹤, 秦文峰, 李梦, 杨文锋, 唐庆如. 树脂基复合材料固化过程中的温度和热应力场三维瞬态分析[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(4): 547-551. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.013

引用本文:

陈淑仙, 田鹤, 秦文峰, 李梦, 杨文锋, 唐庆如. 树脂基复合材料固化过程中的温度和热应力场三维瞬态分析[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(4): 547-551. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.013

CHEN Shu-xian, TIAN He, QIN Wen-feng, LI Meng, YANG Wen-feng, TANG Qing-ru. 3D Unsteady Analysis of Temperature and Thermal Stress Fields of Resin Matrix Composite during Curing Process[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(4): 547-551. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.013

Citation:

CHEN Shu-xian, TIAN He, QIN Wen-feng, LI Meng, YANG Wen-feng, TANG Qing-ru. 3D Unsteady Analysis of Temperature and Thermal Stress Fields of Resin Matrix Composite during Curing Process[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(4): 547-551. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.013

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