复合材料构件固化变形预测及其工装型面补偿设计

工装型面是影响复合材料固化变形的重要因素，对型面进行合理的优化设计可以实现对固化变形的有效控制。本文通过固化变形实验，验证了固化变形的可控性，基于固化成型模型模拟预测，仿真结果与实验测试结果吻合较好，验证了预测模型及方法的正确性；在此基础上，基于节点位移法对工装型面进行优化设计，并对优化结果进行实验验证。结果表明，通过型面优化设计，可有效减小复合材料固化变形，最大变形量减少89%。     

复合材料整体化构件的装配破坏仿真研究

复合材料在固化过程中,由于材料各向异性、铺层非对称不均衡、构件布置不对称,温度改变和固化度的分布不均匀,导致不同程度的固化收缩,使复合材料结构件发生与预期形状不一样的固化变形。复合材料层合构件发生固化变形后,在装配过程中须进行校正。对固化变形的校正会增大整个构件的应力水平。特别在装配点附近的构件连接处,会产生较大的装配应力,对整体构件产生很不利的影响。本文研究固化变形校正装配的过程,并建立一套考虑固化变形校正装配破坏的分析方法。研究了复合材料固化变形的机理,并介绍了复合材料分层仿真的界面元方法。基于以上研究,在复合材料层合结构分析软件ADGS中,建立了一套较完整的复合材料整体化构件的装配破坏仿真分析模型。     

基于ANN的复合材料变厚度壳体固化变形预测

研究目的是建立基于人工神经网络的复合材料固化变形预测模型。复合材料固化变形的多因素性致使很难得到精确的解析解。应用人工神经网络方法结合实验实测数据,模拟复合材料各项参数与变形间的非线性关系,对相同材料(玻璃钢)在相近固化条件下的固化变形进行预测,计算速度快,精度高,为固化变形的预测控制提供了一种新方法。     

前缘类复合材料制件固化变形控制的研究及应用

研究了前缘类复合材料制件的固化变形问题。通过设计并制造前缘局部特征试验件,分析了材料种类、结构形式、铺设层数、夹芯材料种类及厚度等因素对试验件固化变形量的影响;基于局部特征试验件的型面检测数据,开发一套前缘类复合材料制件固化变形规律及其补偿量预测方法显得尤为重要。在工艺设计阶段,根据该预测方法,可以获取变形规律和补偿量,建立工艺数模、补偿成型模型面,制造前缘试验件。结果表明,试验件型面能够满足设计要求,所建立的固化变形规律及其补偿量预测方法在工程上行之有效,解决了前缘类复合材料制件的固化变形问题。     

纤维增强热固性复合材料构件的固化变形研究进展

热固性复合材料的固化是一个热性能、化学性能和力学性能同时发生变化的复杂过程,也是固化变形和残余应力产生的过程。引起复合材料变形的因素主要包括构件的结构形式、树脂含量、铺层方式、基体树脂的特性、固化工艺参数及模具因素等。其中,复合材料固化过程中树脂的热收缩、化学收缩以及模具材料与复合材料间热膨胀系数的差异是引起复合材料发生固化变形的根本原因。     

复合材料薄层板常温固化翘曲分析

采用热传导和固化动力学方程计算出复合材料薄层板的生热率,并用ANSYS有限元分析软件对复合材料薄层板的固化温度场及应力场进行模拟,最后对翘曲变形进行预测.结果表明,在复合材料薄层板固化过程中,温度变化和材料热膨胀系数不一致是导致复合材料薄层板常温固化翘曲变形的主要原因.     

纤维分布对复合材料固化变形的影响

本文分析了复合材料层合板纤维分布不均匀的产生原因,提出了纤维分布不均匀度的表征参数Id,采用图像处理技术测定了层合板的纤维分布不均匀度,用实验和有限元方法研究了纤维分布不均匀对复合材料固化变形的影响规律。结果表明,复合材料的固化变形随着纤维分布不均度增加而增大,变形量随着层合板层数增多而减小,研究还表明,固化变形程度与层合板的铺层方式相关。     

复合材料U形混杂夹层结构固化变形及控制研究

本文以复合材料U形混杂夹层结构为研究对象，通过固化变形仿真模型建立、求解和试验件制造，初步得出零件固化变形规律。将固化变形仿真模拟的结果作为成型工装设计依据，并制造的试验件，试验件型面合格点数由36.36%提高至88.41%,证明基于试验数据修正固化变形仿真模型的参数及变形预测方法适用于U形混杂夹层结构。按照本文中的固化变形补偿方法进行成型工装设计，可以实现对零件的固化变形控制，从而减少试模次数和降低工装返修率，大大降低制造成本。     

VARI成型V型构件固化变形和影响因素分析

复合材料在成型过程中会伴随着复杂的热化学和物理变化,此现象会导致复合材料内部的残余应力积累并进一步使复合材料在脱模后产生固化变形。采用顺序耦合热应力的方法建立了预测复合材料固化变形的三维有限元模型,对真空辅助成型(VARI)的复合材料V型构件的固化变形进行了数值模拟和试验验证,并进一步分析了固化温度、对流换热系数、构件厚度等因素对复合材料V型构件的影响。模拟结果表明,复合材料V型构件的回弹角会随着固化温度和对流换热系数的升高而增大,随着构件的厚度增加而减小。固化温度从150℃升高至190℃,回弹角增加了72%;对流换热系数从1 W/(m2 K)升高至100 W/(m2 K),回弹角增加了15%;构件厚度从2.4 mm增加至4.8 mm,回弹角减小了43%。     

不对称铺层复合材料变形规律的实验研究

为了充分发挥复合材料的可设计性和减重作用,近年来不对称铺层复合材料受到了越来越多的关注。本文对铺层顺序、构件尺寸、构件厚度和固化温度等因素对不对称铺层复合材料的变形规律进行了实验研究。结果表明,铺层顺序、构件厚度和固化温度对不对称铺层复合材料的变形有显著影响,而构件尺寸对变形曲率影响较小。     

FRP管道内固化控制系统设计

研究了玻璃纤维增强塑料(FRP)管道的固化原理以及内固化加热系统结构,设计了基于PLC的内加热固化控制系统,介绍了控制系统软硬件设计和控制流程.实践应用表明,该系统性能稳定,温度控制精度高,可实现对高压FRP管道优质、高效加热固化.     

热固性玻璃钢废弃物的回收利用

本文介绍了热固性玻璃钢废弃物的来源和回收利用方法，着重论述了化学热解回收法和物理粉碎回收法，对不同方法的回收料用于ＢＭＣ和ＳＭＣ的产品的性能进行了对比，简要介绍了回收设备，技术和发展方向，并分析了我国在玻璃钢回收方面的主要问题和发展方向。     

不饱和聚酯树脂的固化系统及其进展

本文将介绍不饱和聚酯树脂所用的引发剂的种类和品种，并结合玻璃钢的不同成型工艺，介绍常温固化，中温固化和高温固化系统国内外的进展情况，供玻璃钢厂在选用固化系统时参考，也为助剂生产厂开发新产品提供一些信息。     

新型室温固化引发体系在玻璃钢中的应用

本文研究了一种新型不饱和聚酯玻璃用室温固化引发体系的固化活性，固化玻璃钢制品的机械性能，耐老性能及其产品色泽的影响。结果表明，与常用的过氧化环己酮／环烷酸钴体系相比，该本系固化能好，颜色浅，耐老化性强，能广泛用于透明胶衣，人造大理石，人造玛瑙等领域。     

水分对环氧／酸酐胶液体系及FRP性能的影响

本文研究了空气湿度对开放式浸胶工艺成型的环氧／酸酐固化体系玻璃钢的影响。分析了空气中水分进入胶液的方式,以及不同含水率对胶液体系的粘度、活化能的影Ⅱ向;探讨了水分影响固化过程的机理;同时检测了体系中水分对FRP机械和电性能的影响。结果表明：在开放式浸胶工艺中,水分通过纤维吸附、酸酐的吸湿进入胶液体系,达到环氧体系的3％左右。当环氧体系的含水率超过4．8％时,对FRP电性能影响显著,同时其机械性能也有所下降。     

复合材料制品达到A级表面精度的技术措施

本文介绍了复合材料制品产生纹理、波纹的原因，制品的表面性能会随时间推移而降解；实现A级表面精度的技术措施，SMC制品联机喷漆与A级表面精度层压板的结构。     

基于ANN的玻璃钢天线罩及其模具的并行设计技术

研究目的是探讨天线罩及其模具并行设计的方法.利用人工神经网络技术,通过采集天线罩样件的外形曲面数据,结合固化变形、加工余量数据,对天线罩曲面和模具曲面进行并行设计;结合单层罩壁的玻璃钢航空机载雷达天线罩的设计实例证明了该方法可以实现产品和工艺装备数据共享和并行设计,缩短研制和设计周期,提高了效率.     

Fast joining of composite pipes using UV curing FRP composites

In this paper, twelve butt-weld composite pipe joints were prepared. Among them, six were prepared using ultraviolet (UV) curing fiber reinforced plastics (FRPs) and six were prepared using ambient environment curing FRPs as controls. Filament wound composite pipes were used. Each section of pipe was 304.8 mm long with a 101.6 mm inner diameter. The wet lay-up technique was used to prepare the test samples. The curing time for the UV curing samples was 40 minutes, while the curing time was 24 hours for the control samples. Both internal pressure tests and four-point bending tests were conducted on the prepared samples. The test results show that the UV curing FRP wrapped composite pipe joints achieved nearly the same bending strength as the control samples. However, the internal pressure rating achieved by the UV curing FRP coupled joints was lower than that achieved by the control samples. A finite element analysis was conducted to understand the mechanism for the lowered internal pressure rating. Based on the test and the finite element analysis results, the UV curing FRP can be used in joining composite truss structures and composite frame structures. Suggestions were made to increase the internal pressure rating of UV curing FRP coupled composite pipes. Polym. Compos. 25:298–306, 2004. © 2004 Society of Plastics Engineers.     

非开挖油罐内衬光固化成型固化性能研究

采用MERICAN 9505-50型光固化树脂在原有埋地钢罐内表面制作玻璃纤维增强塑料双层内衬,研究了光引发剂类型、光源功率、铺层结构、温湿度等对固化性能的影响,并与常用过氧化甲乙酮/钴液固化体系进行对比。结果表明:C190、C191二者均适用于此工艺,加入量为5‰,玻璃钢(FRP)光固化深度达12 mm,4 mm厚度成型仅需4 min(80 mW/cm~2);与过氧化甲乙酮/钴液固化体系相比,光固化工艺固化速度提高十倍以上,固化度提高了8%,力学性能提高了20%~30%。     

FRP管在供水工程中应用的可行性

从技术、卫生、经济三个方面对ＦＲＰ管用于供水工程的可行性进行论证，结果表明，ＦＲＰ管是一种较为理想的供水工程用管材。