熱固性復合材料固化過程三維有限元模擬和變形預測

       分析了復合材料熱固化過程中各種復雜的物理化學變化之間的相互影響，在此基礎上建立了復合材料同化過程數值模擬和同化變形預測的三維有限元分析模型。采用整體子模塊方法將同化過程分為熱化學、流動壓實和應力變形三個相對獨立的子模塊。熱化學模塊的控制方程基于Fouricr熱傳導方程和樹脂固化動力學方程建立，解決了溫度和固化度之間的強耦合問題。流動壓實模塊的控制方程基于Darcy定律和有效應力原理建立，反映了樹脂流動和纖維網絡緊密壓實之間的流同耦合關系。應力變形模塊建立了考慮熱載荷和固化收縮載荷時復合材料層合板的有限元方程。各模塊之間的相互作用通過它們之間的數據交換來實現，以樹脂在固化過程中的凝膠點和玻璃化轉化點為判斷依據確定是否運行各模塊及其子程序。典型結構的計算結果與實驗對比驗證了本文三維有限元模型的有效性。