一种连续纤维增强热塑性复合材料一步式压缩-冲压工艺的数值模拟方法

作者:陈路,邓天正雄,周何乐子,黄志高,彭雄奇,周华民 时间:2022-08-04 点击数:

  连续纤维增强热塑性塑料(CFRTP)复合材料具有许多优点,例如高强度,高刚度,更短的周期,时间以及能够使结构部件的零件固结。然而,CFRTP零件的批量生产在工业中仍然具有挑战性,可以使用仿真来更好地了解内部成型机制。本文提出了一种一步式压缩-冲压成型工艺的三维仿真方法,该方法可以在一个模具中同时进行热塑性塑料压缩成型和连续纤维增强热塑性复合材料冲压成型。为了克服聚合物与复合材料之间的强耦合非等温移动边界,应用任意基于拉格朗日-欧拉的纳维-斯托克斯方程求解热塑性压缩,并采用基于纤维旋转的客观应力速率模型求解复合冲压。同时,针对聚合物与复合材料之间的非等温移动边界问题,提出一种基于双网格技术的强耦合流固耦合框架。将该仿真方法与实验结果进行比较,验证了其准确性。在不同成型阶段测量聚合物流动前沿,模拟和实验之间的误差在3.5%以内。最终复合材料的面内变形误差小于2.5%。实验表明,这项工作可以准确地模拟实际的成型过程。

文章访问链接:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8512096/

Copyright © 2019 华中科技大学高分子材料成形研究室  联系电话:+86-27-87543492


Copyright © 2019 华中科技大学高分子材料成形研究室  联系电话:+86-27-87543492