纤维排布对CFRP感应加热固化成型过程影响表征

作     者：付天宇 杨宁 古云飞 许家忠 蒋悦 李斌 FU Tianyu;YANG Ning;GU Yunfei;XU Jiazhong;JIANG Yue;LI Bin

作者机构：常州信息职业技术学院智能装备学院常州213164 山西大同大学计算机与网络工程学院大同037009 哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080 哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150080 重庆市特种设备检测研究院重庆401120 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2024年第50卷第1期

页      面：198-207页

核心收录：

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）] 

基　　金：国家自然科学基金(52303031) 常州市应用基础研究计划(CJ20220035) 碳纤维压力容器成型技术研究实验室(KYPT202203Z)。 

主　　题：碳纤维 感应加热 温度场 固化度 应力场 

摘      要：在采用电磁感应加热方式实现碳纤维复合材料(CFRP)加热固化成型的过程中,如何准确表征材料各组成部分的属性参数状态对研究材料加热过程中温度、固化度及应力场分布至关重要。根据纤维实际铺层方式对材料各组成部分进行独立表征,以及碳纤维壳体的等效电-磁-热特性建立了CFRP感应加热有限元细观分析模型,将纤维织构和树脂基体单独建立,实现CFRP在感应加热过程中其内部纤维织构中物理场的变化规律以及对材料整体升温变化规律进行系统分析。通过该模型计算了材料温度、固化度及应力场分布的变化规律,揭示了碳纤维排布对材料感应加热效果的影响,并根据感应加热实验验证了该模型可以准确表征各物理场的分布状态。为研究CFRP在感应加热中各物理场变化规律提供了有效的计算模型和分析方法。