針對(duì)熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料成型工藝的固化過(guò)程建立了數(shù)學(xué)模型，并采用有限單元法進(jìn)行了三維瞬態(tài)數(shù)值分析。編制了有限元模擬程序CURESIM，通過(guò)具體數(shù)值模擬算例，表明本文中所建立的分析模型及算法具有較高的可靠性。模擬的固化過(guò)程并不特指某一成型工藝，因而模擬的數(shù)值方法具有一定的普遍性。模擬程序可以計(jì)算得到任意時(shí)刻復(fù)合材料內(nèi)溫度及固化度分布，通過(guò)數(shù)值模擬可以有效地優(yōu)化固化加熱工藝參數(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

      樹(shù)脂基復(fù)合材料是指由樹(shù)脂和纖維增強(qiáng)材料所構(gòu)成的一類(lèi)復(fù)合材料。因其具有比強(qiáng)度和比剛度高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、抗疲勞性好、耐腐蝕性能好以及便于大面積整體成型和具有特殊的電磁性能等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，已廣泛地應(yīng)用于建筑、汽車(chē)、航空航天等領(lǐng)域。熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料成型工藝主要包括手糊成型、拉擠成型、模壓成型、樹(shù)脂傳遞模塑成型、熱壓罐成型、纏繞成型等。盡管這些成型工藝區(qū)別很大，但它們都有一個(gè)共同的階段，即通過(guò)樹(shù)脂分子間的交聯(lián)反應(yīng)固化成型。在許多成型工藝中，固化階段的樹(shù)脂并不發(fā)生流動(dòng)，因此，可以忽略因樹(shù)脂流動(dòng)而產(chǎn)生的熱量傳遞。固化過(guò)程涉及到熱傳導(dǎo)和化學(xué)反應(yīng)兩個(gè)方面，并且兩者相互影響，是一個(gè)復(fù)雜的耦合過(guò)程。樹(shù)脂基復(fù)合材料制品中的缺陷如尺寸誤差、翹曲等很多是由于在固化階段沒(méi)有很好地控制溫度梯度以及不均勻固化所造成的。因此，準(zhǔn)確地模擬固化階段復(fù)合材料內(nèi)部的溫度和固化度的分布及其變化規(guī)律，對(duì)提高復(fù)合材料產(chǎn)品質(zhì)量有著重要意義。固化過(guò)程中復(fù)合材料的熱傳導(dǎo)、固化、殘余應(yīng)力等現(xiàn)象。

      本文作者采用有限單元法建立了樹(shù)脂基復(fù)合材料成型工藝中固化過(guò)程的三維瞬態(tài)數(shù)值分析模型。由于在許多成型工藝中，固化階段增強(qiáng)纖維的變形很小，且樹(shù)脂基本不發(fā)生流動(dòng)，本文中假定在固化過(guò)程中增強(qiáng)纖維不變形、樹(shù)脂不流動(dòng)。本文中模擬的固化過(guò)程并不特指某一成型工藝，模擬的數(shù)值方法具有一定的普遍性。本文作者編制了計(jì)算程序并參照有關(guān)文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬，將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了可視化處理。

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