大厚度树脂基复合材料的热风箱加热固化研究

作     者：陈淑仙 顾威 蒋平清 CHEN Shuxian;GU Wei;JIANG Pingqing

作者机构：中国民用航空飞行学院航空工程学院四川广汉618307 中国民用航空飞行学院四川省通用航空器维修工程技术研究中心四川广汉618307 中国民用航空飞行学院洛阳分院河南洛阳471000 

出 版 物：《热科学与技术》 (Journal of Thermal Science and Technology)

年 卷 期：2022年第21卷第5期

页      面：427-436页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51306201) 四川省科技计划资助项目(2019YJ0722) 四川省通用航空器维修工程技术研究中心资助课题(GAMRC2021YB10) 

主　　题：通航飞机复合材料 热风箱 流场 温度场 热应力 

摘      要：为研究某通航飞机典型树脂基复合材料热风箱加热固化过程中的热应力,建立了包括流固耦合、树脂固化放热的多物理场动量、热量输运模型和热应力模型,并通过实验验证了计算模型和方法的正确性。数值计算了不同厚度的层合板热风箱加热固化过程中的热空气流场,温度场以及层合板热应力场,并与热补仪加热固化过程中的对应参数进行对比。数值计算结果表明:热风箱在层合板周围能形成较高且稳定的温度环境,随着厚度的增大,层合板内温度分布更加均匀,层合板内部的热应力降低,且在固化过程中的热应力波动幅度减小;热风箱加热固化的板内热应力值在整个固化过程中均明显低于热补仪加热固化的热应力值,在升温阶段低幅达6%,在降温阶段低幅达10%;对于所研究的大厚度树脂基复合材料,热风箱加热固化具有较明显的优势。