基于粘彈性本構(gòu)模型的熱固性樹脂基復(fù)合材料固化變形數(shù)值仿真模型
一。背景介紹
熱固性樹脂基復(fù)合材料在制件成型過程中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力,引起固化變形,從而增加裝配和制造的難度,因此,合理預(yù)測(cè)預(yù)制件固化過程中的殘余應(yīng)力的發(fā)展具有重要意義。
早期的研究主要集中于彈性理論來研究復(fù)材的固化成型,現(xiàn)今,越來越多的文獻(xiàn)考慮了樹脂的固化放熱以及材料的各向異性等因素的影響,發(fā)展了基于粘彈性模型的數(shù)值仿真計(jì)算方法,證明了粘彈性的結(jié)果固化變形量小于線彈性的結(jié)果,且樹脂含量越高的復(fù)材,其粘彈性效果越明顯。
RTM成型工藝示意圖
二。粘彈性模型在Abaqus中的實(shí)現(xiàn)
本文作者在參考文獻(xiàn)【1】的基礎(chǔ)上,使用廣義Maxwell粘彈性本構(gòu)模型,聯(lián)合編寫了HETVAL、USDFLD、DISP、UMAT及UEXPAN子程序,在abaqus軟件平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)了復(fù)材固化成型的仿真模擬,其基本編程思路如下圖所示:
其中,最關(guān)鍵的粘彈性本構(gòu)公式為:
參考上述公式和子程序的編寫流程,可以完成上述模型。最后得到仿真Mises應(yīng)力云圖和S33云圖如下:
得到的S33關(guān)于時(shí)間的曲線趨勢(shì)如下所示:
該曲線結(jié)果和文獻(xiàn)有出入,但是榮的文獻(xiàn)中關(guān)于底數(shù)的取值有錯(cuò)誤,亦即下列公式的底數(shù)應(yīng)以e為底數(shù),而不是10
【1】
基于黏彈性本構(gòu)模型的熱固性樹脂基復(fù)合材料固化變形數(shù)值仿真模型.pdf
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