直升机桨叶用机织预浸料力学行为表征与成型仿真

机织预浸料越来越多地应用于直升机桨叶热模压制造,其力学行为的准确表征对成型质量的预测和控制有重要影响。本文重点研究CF3052/3238A碳纤维/环氧树脂机织预浸料热模压过程中不同温度和加载速率对面内纤维方向拉伸、面内剪切和面外弯曲力学行为的影响规律。结果表明,CF3052/3238A碳纤维/环氧树脂预浸料的拉伸模量随温度和加载速率变化不大;剪切变形行为随着温度升高,对加载速率的敏感性降低,材料剪切模量明显下降;材料剪切模量随着加载速率的升高而升高;加载速率一定时,预浸料样品弯曲刚度随温度升高而降低,而当温度一定时,预浸料的弯曲刚度随加载速率的增加而升高。在此基础上,基于预浸料面内单轴拉伸、剪切变形与面外弯曲变形特性,采用壳膜混合单元将预浸料面内拉伸变形与面外弯曲变形完全解耦,考虑了预浸料的真实弯曲刚度并使用准确追踪纤维方向的非正交本构模型描述机织预浸料的材料行为,对机织预浸料面内剪切变形以及半球形结构的成型进行模拟,证明了该成型模型的有效性和正确性。

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本文档关键词:机织,表征,成型,仿真,力学