有限元仿真技术在航空复合材料产品制造上的应用

复合材料以其质轻、高强的特点从初展头角到迅猛发展,正成为现阶段航空航天及各领域新型材料的佼佼者与热点话题。与大多数金属材料相比,纤维增强树脂基复合材料具有质量轻、比模量高、比强度高、耐热、耐腐蚀、抗疲劳性能好、可设计性强、工艺性能好等一系列优点,成为了理想的航空结构材料。航空复合材料制件主要使用热压罐成型工艺进行制造,由热固性树脂与纤维在热压罐中经过高温高压与降温冷却,不仅外界温度、模具变形会对产品制造产生影响,不同树脂类型、树脂含量造成的化学反应热应力也会对复合材料变形造成影响。随着飞机的越来越多产品更改为复合材料制件,对于产品研制速度和产品精度的要求也越来越高,传统"试验件"尝试制造,凭经验分析判断的方法不仅成本高,研制周期长,也存在很大的不确定性。有限元仿真技术可以利用计算机软件模拟复合材料的固化过程,对产品的变形研究及复合材料模具的修型有着重要意义。本文介绍了一种有限元仿真技术控制复合材料变形的背景和意义。