聚合物基復(fù)合材料模壓成型過程固化度與非穩(wěn)態(tài)溫度場的數(shù)值模擬

      聚合物基復(fù)合材料模壓成型過程固化度與溫度的動(dòng)態(tài)變化為強(qiáng)耦合關(guān)系。本文作者根據(jù)固化動(dòng)力學(xué)和傳熱學(xué)理論，建立了非穩(wěn)態(tài)溫度場與固化動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型。通過DSC實(shí)驗(yàn)分析確定模型中固化動(dòng)力學(xué)參數(shù)。利用有限單元與有限差分相結(jié)合的方法，建立了溫度場和固化度數(shù)值模型。應(yīng)用Euler逐步迭代法實(shí)現(xiàn)解耦。對聚合物基復(fù)合材料模壓成型過程固化度與非穩(wěn)態(tài)溫度場動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬，與試驗(yàn)測定結(jié)果吻合。為優(yōu)化模壓成型工藝提供理論依據(jù)。

      聚合物基復(fù)合材料模壓制品是經(jīng)高溫高壓固化成型的。現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)模壓工藝參數(shù)是據(jù)試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)制定的。試驗(yàn)周期長，耗資費(fèi)力，或科學(xué)性不足。優(yōu)化模壓工藝（如模壓溫度、時(shí)間）對提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低能耗是至關(guān)重要的。對聚合物基復(fù)合材料模壓制品的固化過程進(jìn)行數(shù)值模擬，預(yù)測其動(dòng)態(tài)變化，可為優(yōu)化模壓工藝提供理論依據(jù)，且經(jīng)濟(jì)快捷有效。但是，由于固化動(dòng)力學(xué)方程中含有溫度變量，求固化度時(shí)要求溫度己知：而熱傳導(dǎo)方程中內(nèi)熱源（固化反應(yīng)放熱）又是固化度的函數(shù)，求溫度時(shí)又要求固化度己知。因此，聚合物基體在模壓過程中固化度與溫度間是一種強(qiáng)耦合關(guān)系。使求解變得復(fù)雜和困難。本文作者根據(jù)固化動(dòng)力學(xué)和熱傳導(dǎo)理論，建立了非穩(wěn)態(tài)溫度場和固化動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型。通過DSC試驗(yàn)分析確定了模型中的固化動(dòng)力學(xué)參數(shù)。利用有限單元與有限差分相結(jié)合的方法，建立了溫度場和固化度數(shù)值模型。應(yīng)用Euler逐步迭代法實(shí)現(xiàn)解耦"1。在此基礎(chǔ)上編制了計(jì)算機(jī)程序，對聚合物基復(fù)合材料SM C(Sheet Molding Compound)模壓過程溫度場與固化度動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行數(shù)值模擬，與試驗(yàn)測定結(jié)果是吻合的。

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