基于Sp ringer熱化學(xué)模型，提出一種用于研究纖維纏繞復(fù)合材料圓筒結(jié)構(gòu)固化工藝過(guò)程的數(shù)值方法。通過(guò)用戶子程序HETVAL把Sp ringer熱化學(xué)模型嵌入到ABAQUS有限元中，采用接觸模型和變約束方法處理纏繞固化過(guò)程中的動(dòng)態(tài)約束問(wèn)題。利用該數(shù)值計(jì)算方法研究纏繞速率對(duì)固化反應(yīng)中溫度場(chǎng)和固化度分布的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)纏繞速度對(duì)溫度場(chǎng)和固化反應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生很大影響。速度快時(shí)纏繞結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度場(chǎng)較纏繞速度慢時(shí)要低，從而導(dǎo)致纏繞速度快時(shí)的固化反應(yīng)不充分。

       由于纖維纏繞復(fù)合材料結(jié)構(gòu)具有比強(qiáng)度大、比剛度高、容易成型等諸多優(yōu)點(diǎn)，在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、魚雷發(fā)射管、壓力容器、玻璃鋼管等結(jié)構(gòu)中得到日益廣泛的應(yīng)用。隨著纏繞技術(shù)的不斷提高，纏繞結(jié)構(gòu)已不再局限于以往的圓筒型或回轉(zhuǎn)體型結(jié)構(gòu)，因而其應(yīng)用范圍又得到了進(jìn)一步的拓寬，例如，飛機(jī)機(jī)身（全復(fù)合材料小型飛機(jī)）、直升機(jī)旋翼、機(jī)頭雷達(dá)罩、輕型飛機(jī)的座艙框架和高性能戰(zhàn)斗機(jī)的S形進(jìn)氣道等復(fù)雜形體也已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用纏繞復(fù)合材料。另外由于纏繞復(fù)合材料與金屬材料的損傷與破壞機(jī)理不同，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料圓柱殼具有穩(wěn)定的漸進(jìn)破壞模式，損傷是逐步累積過(guò)程，因此可以把纖維纏繞復(fù)合材料作為緩沖結(jié)構(gòu)，所以纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為緩沖吸能材料是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的另一個(gè)應(yīng)用方向。在纖維纏繞過(guò)程中，固化制度直接影響樹(shù)脂基體的固化程度和纏繞復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

       基于Springer熱化學(xué)模型，提出一種用于研究纏繞復(fù)合材料圓筒結(jié)構(gòu)固化過(guò)程的數(shù)值模擬方法，通過(guò)用戶子程序HEIVAL把Sp ringer熱化學(xué)模型嵌入到ABAQUS中，采用接觸模型和變約束方法處理纏繞過(guò)程中的動(dòng)態(tài)約束問(wèn)題，利用該數(shù)值方法研究纏繞速率對(duì)固化反應(yīng)過(guò)程中溫度場(chǎng)和固化度分布的影響。

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