树脂基复合材料固化过程固化度场和温度场的均匀性优化.pdf

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1、第43卷，第4期工程塑料应用VI43·N。·4552015年4月ENGINEERINGPLASTICSAPPLICATIONApL2015doi：lO．3969／j．issn．1001-3539．2015．04．012树脂基复合材料固化过程固化度场和日皿度场的均匀性优化王俊敏，郑志镇，陈荣创，李建军(华中科技大学材料科学与工程学院，材料成形与模具技术国家重点实验室，武汉430074)摘要：针对热固性树脂基复合材料的加热固化过程，提出一种以提高固化度场均匀性为优化目标的固化加热曲线优化方法。该方法通过

2、在固化加热曲线中合理安排升温和保温过程，提高固化度的均匀性。首先，通过有限元模拟，获得制件的固化度场和温度场，确定其不同时刻固化速度最大差值，再进一步计算出固化速度最大差值的一阶微分。通过比较固化速度最大差值及其一阶微分的极小值时刻制品的固化特性，确定升温和保温的时间。模拟结果表明，优化前后的固化度最大差值从9．8％降低到4．9％，温度最大差值从18．2℃降低到7．3℃，制品的固化度场和温度场均匀性有较大改善。关键词：树脂基复合材料；热固化；固化度场；温度场；均匀性；优化中图分类号：TB332文献标

3、识码：A文章编号：1001-3539(2015)O4一OO55-O7CuringDegreeFieldandTemperatureFieldUniformityOptimizationDuringCuringProcessofResinMatrixCompositesWangJunmin，ZhengZhizhen，ChenRongchuang，LiJianjunrStateKeyLaboratoryofMaterialProcessingandDie&MouldTechnology，Schoolof

4、MaterialsScienceandEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstract：Amethodofheatingtemperaturecurveoptimizingwasproposedforimprovingtheuniformityofcuringdegreefieldofresinmatrixcompositepartduringprocess．Thismethodthroug

5、hreasonablearrangementofheatingandheatpreservationprocessinheatingtemperaturecurve，increasingcuringuniformity．Firstly，thetemperaturefieldandcuringdegreefieldweresimulatedbysimulationmethod，thenthemaximumdiferenceofcuringrateatdifferenttimesweredetermin

6、edandthefirstorderdiferentialequationofmaximumdifferenceofcuringratewascalculated．Thetimeofheatingandheatpreservationwereestablishedbycomparingcharacteristicsofcuringofthepartatthetimemaximumdiferenceinthecuringdegreefieldanditsfirstorderdiferentialequ

7、ationrespectivelyreachedtheirlocalminimum．Thesimulationshowthatthemaximumdiferenceofcuringdegreereducesfrom9．8％to4．9％andthemaximumdiferenceoftemperaturereducesfrom18．2℃to7_3℃beforeandafteroptimization，whichprovethemethodcansignificantlyimprovetheunifor

8、mityofthecuringdegreefieldandtemperaturefield．Keywords：resinmatrixcomposite；thermalcure；curingdegreefield；temperaturefield；uniformity；optimizing热固化成型是树脂基复合材料成型的重要方能导致复合材料板翘曲、弯曲、基体开裂以及分层现法之一。在树脂基复合材料固化过程中，制品的温象发生，甚至会使复合材料在固化过程中就遭到破度场受到外部