基于热固化和内应力演变分析的纤维复合材料脱模变形调控

基本信息
批准号:51373090
项目类别:面上项目
资助金额:78.00
负责人:贾玉玺
学科分类:
依托单位:山东大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王晓霞,屈鹏,李盼,王照静,朱国伟,郭云力,孙筱辰
关键词:
优化设计纤维复合材料热固化脱模变形有限元模拟
结项摘要

Aiming at supporting the development of national major projects, "large aircraft", "manned space flight", "lunar exploration program", etc, established in China medium and long-term development planning of science and technology, it's of great scientific and technical significance to analyze the process of in-mold hot curing and internal stress evolution of fiber composite structural components, and then regulate their de-molding deformation to achieve high-accuracy, less-defect, low-cost manufacture, and solve the bottleneck problems when composite structural components are applied on a large scale in the fields of aerospace, wind power, ships, etc. This project analyzes how the main molding technologies, such as liquid composites molding and autoclave molding, affect the cure-induced deformation of composite structural components, and establishes the regulatory mechanism by means of combining theoretical analysis, experimental research and the finite element simulation. Based on that, the optimal design system can be established for the curing molding of composite structural components through sensitivity analysis method and stochastic optimization theory. Then the mathematical model can be revised and the optimal design method can be improved by comparing the results with experimental data. Finally, the on-demand regulation of physical and mechanical properties and size accuracy for composite structural components is able to be realized.

面向在国家中长期科技发展规划中确立的"大型飞机"、"载人航天"与"探月工程"等国家重大专项,分析纤维复合材料结构件的模内热固化成型和内应力演变过程,进而调控复合材料结构件的脱模变形,解决制约复合材料结构件在航空航天、风电、舰船等领域大规模应用的瓶颈问题,实现高精度、低缺陷、低成本制备的目标,具有重要的科学意义和工程应用价值。本项目采用理论分析、实验研究和有限元模拟相结合的方法,揭示液态模塑成型、热压罐成型等主要的纤维复合材料成型技术及其模具结构对复合材料结构件固化变形的影响规律,研究复合材料结构件固化变形的调控机制。在此基础上,采用灵敏度分析方法和随机优化理论,建立复合材料结构件的固化成型优化设计系统,并通过与实验结果的对比来校正数学模型、完善优化设计方法,最终实现对复合材料结构件的物理力学性能以及尺寸和形位精度的按需控制。

项目摘要

面向在国家中长期科技发展规划中确立的“大型飞机”、“载人航天”与“探月工程”等国家重大专项,分析纤维复合材料结构件的模内热固化成型和内应力演变过程,进而调控复合材料结构件的脱模变形,解决制约复合材料结构件在航空航天、风电、舰船等领域大规模应用的瓶颈问题,实现高精度、低缺陷、低成本制备的目标,具有重要的科学意义和工程应用价值。本项目采用了理论分析、实验研究和有限元模拟相结合的方法,揭示了液态模塑成型、热压罐成型等主要的纤维复合材料成型技术及其模具结构对复合材料结构件固化变形的影响规律,研究了复合材料结构件固化变形的调控机制。在此基础上,采用灵敏度分析方法和随机优化理论,建立了复合材料结构件的固化成型优化设计系统,并通过与实验结果的对比校正数学模型、完善优化设计方法,最终实现了对复合材料结构件的物理力学性能以及尺寸和形位精度的按需控制。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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