發(fā)布時(shí)間：2025-02-11 19:35

　　碳纖維復(fù)合材料由于比模量、比強(qiáng)度高,耐久性及可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)異性能,廣泛應(yīng)用于軌道交通、航空航天和醫(yī)療等領(lǐng)域。許多曾用金屬材料成型的復(fù)雜構(gòu)件,如鈑金折彎件、引深和壓延件等在改用復(fù)合材料后,其工藝方法也發(fā)生了改變。在實(shí)際的制造過程中,需要先對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行預(yù)成型以得到滿足結(jié)構(gòu)尺寸要求的預(yù)制體隨后進(jìn)行固化成型。紅外加熱由于具有熱響應(yīng)快、溫度易于控制等特點(diǎn),在預(yù)成型過程中多采用此加熱方式以保證預(yù)制體順利成型。但由于復(fù)合材料為各向異性,纖維與樹脂熱物性差異顯著且樹脂在低溫與高溫時(shí)形態(tài)及粘流特性變化較大,溫度對(duì)預(yù)制體的變形能力有顯著影響,進(jìn)而影響構(gòu)件質(zhì)量,產(chǎn)生缺陷,甚至縮短其使用壽命。針對(duì)上述問題,本文從仿真及實(shí)驗(yàn)分析兩個(gè)方面探究細(xì)觀及宏觀尺度下碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體紅外加熱時(shí)溫度分布特點(diǎn)及變化規(guī)律,進(jìn)而分析熱源參數(shù)對(duì)溫度分布的影響。本文主要開展的研究工作如下:(1)開展編織碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體細(xì)觀溫度場(chǎng)數(shù)值模擬研究,分析表明,熱量沿著纖維方向迅速傳遞,位于中間平面的碳纖維的溫度大于樹脂溫度,且經(jīng)紗與緯紗之間貧脂區(qū)的溫度也會(huì)較高于富脂區(qū)的溫度。細(xì)觀溫度場(chǎng)分布不均,其傳導(dǎo)規(guī)律不僅與材料熱物性有關(guān)且與結(jié)構(gòu)有...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)
        1.2.1 碳纖維復(fù)合材料預(yù)成型技術(shù)研究概況
        1.2.2 碳纖維復(fù)合材料熱分析研究
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體溫度場(chǎng)有限元模型的建立
    2.1 溫度場(chǎng)熱傳遞理論
        2.1.1 導(dǎo)熱微分方程
        2.1.2 導(dǎo)熱微分方程的單值條件
    2.2 碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體細(xì)觀溫度場(chǎng)模型的建立
        2.2.1 編織碳纖維復(fù)合材料代表體積單元結(jié)構(gòu)模型建立
        2.2.2 編織碳纖維復(fù)合材料代表體積單元溫度場(chǎng)有限元模型建立
    2.3 碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體宏觀溫度場(chǎng)有限元模型建立
        2.3.1 碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體熱物性參數(shù)均質(zhì)化處理
        2.3.2 紅外熱源特征及模型建立
        2.3.3 碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體紅外加熱溫度場(chǎng)模型的建立
    2.4 本章小結(jié)
3 碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體溫度分布仿真結(jié)果分析
    3.1 碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體細(xì)觀溫度分布特點(diǎn)研究
        3.1.1 代表體積單元模型溫度分布特點(diǎn)研究
        3.1.2 簡(jiǎn)化代表體積單元模型溫度分布特點(diǎn)及對(duì)比研究
    3.2 碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體紅外加熱宏觀溫度分布特點(diǎn)研究
        3.2.1 碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體面內(nèi)方向溫度分布特點(diǎn)研究
        3.2.2 多層碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體溫度分布特點(diǎn)研究
    3.3 本章小結(jié)
4 碳纖維預(yù)制體紅外加熱溫度分布模型驗(yàn)證及影響因素研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立及溫度分布模型驗(yàn)證
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立
        4.1.2 碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體紅外加熱溫度分布驗(yàn)證
    4.2 不同參數(shù)對(duì)碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體紅外加熱溫度分布的影響
        4.2.1 熱源數(shù)量對(duì)碳纖維預(yù)制體紅外加熱溫度分布的影響
        4.2.2 加熱距離對(duì)碳纖維預(yù)制體紅外加熱溫度分布的影響
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：4033756