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固化的案例

固化3D打印中后固化的影響和應用
我們談到3D打印,就不能不提到光固化3D打印技術。 SLA技術是采用一束紫外線的激光來照射放在物料池中的光敏樹脂,將其逐步從液體轉變?yōu)楣腆w從而累積得到最終成品。由于這個固化的過程需要同時兼顧材料本身的性能,以及分批固化層之間的結合力,因此這種固化通常并不十分徹底和完全。所以,對于SLA的打印技術通常都需要有一個后固化來使材料得到徹底固化,并提高材料的物理機械性能。這種后固化技術,通常包括紫外照射、微波輻射和加熱。 圖1SLA技術設備的示意圖 所使用的紫外線激光,其能量呈現(xiàn)高斯分布,因此其所得到的固化產品微觀上也就呈現(xiàn)了子彈頭的形狀,具有一定的穿透度(Cd)和厚度(Lw)(如圖2所示)。對于Cd和Lw的確定,會影響到固化時激光掃描的幅度,以及料池升降的高度,同時也會對后續(xù)的材料性能有很大的影響。 圖2紫外激光的能量高斯分布情況(a),和所形成的子彈頭形狀固化材料(b) 由于每次掃描固化所得到材料的拋物線形狀,多次掃描之后所得到的固化材料就存在微觀上的差別,有的部分可能存在固化不完全的情況,而有的部分則存在過度固化的情況。未固化的部分由于后續(xù)會存在收縮的情況,而且不同固化程度的部分收縮率還不同,因此這會對后續(xù)的加工處理會造成很大的負面影響。 圖3SLA工藝中其中三層的不同固化程度情況的微觀結構示意圖 另外一種晚于SLA技術的3D打印技術,DLP是對SLA技術的一種改進。不同于SLA采用激光光速來固化的是,DLP是采用一個具有一定形狀的平面光來對液體樹脂進行光固化,從而減少了SLA技術中存在的不同掃描線之間的性能差別。
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為什么樹脂在料桶里固化很快,貼布后卻固化很慢?
現(xiàn)場施工有時會遇到這樣的問題,在膠料桶里的樹脂凝膠放熱、硬度表干都很正常,而貼布施工上墻后就凝膠固化很慢,甚至過了很長時間都發(fā)軟、發(fā)粘,尤其在施工環(huán)境氣溫低、濕度大、厚度薄、使用乙烯基酯樹脂時較為常見。產生這個問題的原因,主要可以分為以下幾點解釋: 1、聚酯樹脂固化是放熱反應,料桶里樹脂較多,放熱也較為集中,凝膠固化會比貼布后攤薄更快,通常與纖維復合或添加填料后樹脂凝膠固化時間會比等量的純樹脂延長2-4倍。因此出現(xiàn)貼布固化慢,耐心等待表干后再進行下一步施工即可。玻璃纖維噴涂https://www.hongyantu.com/goodlist/zq/16002.html 2、乙烯基酯樹脂反應活性相比不飽和樹脂更低,貼布后凝膠固化所需時間更長,尤其是使用高含水率或廉價的過氧化甲乙酮固化劑時更嚴重(加入促進后的樹脂混合時可見大量氣泡),甚至出現(xiàn)一直不固化、發(fā)軟、發(fā)粘的問題,嚴重影響后期施工和使用。此時應選擇含水率小于3%的過氧化甲乙酮,以保證后期固化。 3、施工環(huán)境溫度低、濕度大、制件或涂層較薄時,建議選用MERICAN231/233強化促進劑,加速樹脂凝膠后的固化過程,縮短建立固化強度的時間。 4、增強材料、填料、樹脂等施工原料中含水量過高也會導致此類問題發(fā)生。 轉載聲明 本文內容轉載于華昌聚合物,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點和對其真實性負責。如涉及作品內容、版權和其它問題,請及時與本網(wǎng)站聯(lián)系,我們將在第一時間刪除內容!
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基于Abaqus的復合材料固化成型過程中的熱-固化數(shù)值模擬 ¥99
復合材料固化成型過程中,許多材料參數(shù)都是與溫度場及固化度相關的,因此模擬復合材料固化成型時首先需要知道溫度場和固化度的變化情況。 溫度和固化度這兩部分是相互耦合的,復合材料固化過程的熱傳導需要考慮固化放熱的影響 式中,ρc為復合材料密度;Cc為復合材料比熱容,λ為導熱系數(shù),T為溫度,t為時間;Q為熱生成率 式中,ρr為樹脂密度;Vf為纖維體積分數(shù);Hr為樹脂放熱;α為固化度;固化反應速率 其中 式中,K為自催化模型反應速率常數(shù);A為頻率因子;ΔE為活化能;R為理想氣體常數(shù)。 數(shù)值模擬過程中主要用到SDVINI、FILM、DISP、HETVAL及USDFLD子程序。 1) SDVINI和USDFLD子程序主要用來定義初始狀態(tài)變量,并且兩者可以互相替代。 2) FILM子程序用來定義熱傳導第三類邊界條件中的對流換熱系數(shù)和環(huán)境溫度。 3) DISP用來定義熱傳導第一類邊界條件,當熱交換系數(shù)非常大時,DISP和FILM定義的邊界效果相近。 4) HETVAL用來定義材料內部產生的熱量,該程序是連接熱傳導和固化動力學方程的關鍵。 使用的材料屬性見下表 仿真得到的固化度和溫度變化結果見下圖 [1]丁安心. 熱固性樹脂基復合材料固化變形數(shù)值模擬和理論研究[D]. [2]喬巍,姚衛(wèi)星,馬銘澤.復合材料殘余應力和固化變形數(shù)值模擬及本構模型評價[J].材料導報,2019,33(24):4193-4198. 考慮粘彈性本構的固化仿真http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1283755 大家有問題可以私信或者聯(lián)系QQ1653004885 附件中為子程序和inp文件
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【干貨】影響膠粘劑固化的三大因素
【干貨】影響膠粘劑固化的三大因素。膠粘劑一般都是液體或者膏狀的,這些膠粘劑在粘接的時候都是需要固化后才能發(fā)揮其粘接的作用,所以膠粘劑的固化過程也是非常重要的,如果固化的不好或者不知道固化的時候需要注意些什么的話,對物品的粘接影響是非常大的,即使你使用的膠粘劑再好可能對會影響粘接效果。 膠粘劑固化反應是通過化學反應(聚合、交聯(lián))獲得并提高膠接強度等性能的過程,固化是獲得良好粘接性能的關鍵過程,只有完全固化,強度才會最大。固化分為初固化、基本固化和后固化。 1、初固化 在一定溫度條件下,經(jīng)過一段時間達到一定的強度,表面已硬化、不發(fā)粘,但固化并未結束。 2、基本固化 再經(jīng)過一段時間,反應基團大部分參加反應,達到一定的交聯(lián)程度。 3、后固化 為了改善粘接性能或因工藝過程的需要而對基本固化后的粘接物進行的處理,一般是在一定的溫度下,保持一段時間,能夠補充固化,進一步提高固化程度,并可有效地消除內應力,提高粘接強度。   為了獲得固化良好的膠層,固化過程必須在適當?shù)臈l件下進行。   膠粘劑的固化工藝對膠接質量有很重要的影響,在固化中有三個基本工藝參數(shù):溫度、壓力和時間。這三個參數(shù)對膠粘劑的固化影響是非常大的。 影響膠粘劑固化的三大因素 1、固化溫度 固化溫度是膠粘劑固化時的重要參數(shù)之一,若固化溫度過高,則容易引起膠液流失或使膠層脆化,導致膠接強度下降.,若固化溫度過低,基體的分子鏈運動困難,則會使膠層的交聯(lián)密度過低,固化反應無法完成,因此,在固化過程中,必須嚴格控制固化溫度,每種膠粘劑都有特定的固化溫度。
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固化圖1
不飽和聚酯樹脂UPR的固化機理研究
2. 3促進劑 外界溫度的高低直接影響著過氧化物產生游離基的速度, 靠加熱來使固化劑釋放出游離基從而引發(fā)樹脂固化,這個過程當然是可行的,但是高溫操作也會帶來一些不便。于是,人們進一步發(fā)現(xiàn)一些有機過氧化物可以用另一種化合物來激活, 它們通常通過氧化——還原反應而起作用,不需升溫,在環(huán)境溫度下就可以裂解產生游離基。這種能在環(huán)境溫度下能激活過氧化物的物質就是促進劑或可稱為加速劑或活化劑。 促劑劑的定義: 促進劑是能促使固化劑在其臨界溫度以下形成游離基 (即實現(xiàn)室溫固化)的物質。 2. 4 光固化 另外一種引發(fā)樹脂固化的物質是光, 光譜中能量最高的紫外光產生的活化能, 能夠使樹脂的 C—C 鍵斷裂,產生自由基從而使樹脂固化。例如,我們曾做過實驗,即使是在 0℃以下,如果把樹脂放在陽光直接照射的地方,樹脂也能在一天內膠凝。 當 UPR 中加入光敏劑后,用紫外線或可見光作能源引發(fā),能使樹脂很快發(fā)生交聯(lián)反應。 至此,我們可以了解到,按引發(fā)方式的不同,不飽和聚酯樹脂固化類型可為三種: 熱固化:靠外部加熱使固化劑釋放游離基,從而引發(fā)樹脂固化的過程。 (也稱為熱引發(fā)固化) 冷固化: 在室溫或固化溫度不高的條件下, 通過加入促進劑使固化劑釋放游離基從而使樹脂固化的過程。(也稱為化學分解引發(fā)固化) 光固化:通過加入光敏劑,用紫外線作為能源,引發(fā)樹脂交聯(lián)固化的過程。(也稱為光引發(fā)固化) 以下我們主要討論冷固化中常用固化體系 3.冷固化體系中常用的固化劑類型 3.1、 過氧化環(huán)己酮(是多種氫過氧化物的混合物) 其中以第(Ⅰ)種結構為主。
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基于Abaqus的光固化3D打印結構仿真
數(shù)字化光處理技術(DLP)是一種面成型的光固化打印方式,也是一種廣泛使用的3D打印技術。DLP的技術原理是在光源作用下使液態(tài)樹脂發(fā)生聚合反應固化成型。掃描完一層后,平臺上升或下降一個切片層厚度,樹脂補充完成后進行下一層的固化,新固化層與上一層緊密結合在一起,如此層層疊加即可完成三維結構的構建。 我們在之前的文章里介紹了復合材料固化變形的相關內容。樹脂固化過程中會出現(xiàn)化學-熱-變形多場之間的相互耦合,固化產生的化學收縮以及熱應變會導致復合材料結構內部產生較大的內應力,并導致結構形狀發(fā)生改變。光固化3D打印結構變形與復合材料固化變形本質上是類似的,都是由樹脂的固化收縮和熱應變導致內部產生殘余應力,釋放邊界約束后結構發(fā)生回彈變形。與復合材料固化變形相比,光固化需要額外考慮光照對固化速率的影響,一定程度上增加了分析的復雜性。 本文將從固化動力學模型、材料本構以及建模方法三方面展開介紹。 固化動力學模型 光固化過程中,樹脂的固化速率與溫度和光照強度相關。本文采用同時考慮溫度和光照強度影響的自催化固化模型: 式中k為反應速率常數(shù), 固化過程會同時釋放出大量熱量,熱量與固化速率的關系如下 用到的子程序:sdvini(設置初始固化度),usdfld(更新固化度和固化速率),hetval(內部生熱) 材料本構 我們在之前的文章中介紹了復合材料固化變形的幾種本構,包括線彈性本構、路徑依賴本構以及粘彈性本構。這里我們采用指數(shù)形式的本構來描述材料剛度與固化度之間的關系。
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環(huán)氧漆漆膜不固化的原因與處理
環(huán)氧漆系列產品依據(jù)產品功能的不同分為底漆、中間漆、面漆,并且廣泛應用于鋼結構、混凝土建筑等工業(yè)防腐的各個領域,產品應用的越多,遇到的施工問題也很多,油漆不固化就是其中之一,今天主要講解當你遇到此類問題時的處理方法。 當遇到環(huán)氧漆不固化時可以從下列幾點分析: 1、有沒有添加固化劑或者固化劑的添加量小 在購買雙組份油漆時,都是一桶油漆和一桶固化劑,如果按照廠家提供的比例進行配比基本上不會出現(xiàn)因為固化劑而出現(xiàn)不固化的問題,在實際的使用過程中有些施工人員為了節(jié)省固化劑將一桶固化劑用在多桶油漆上,這在某種程度上增加了漆膜固化慢或不固化的幾率。 酚醛樹脂價格 2、空氣溫度過低 客戶在選購油漆時,一定要根據(jù)底材的應用環(huán)境、相關溫度而定,如果溫度較低建議使用低溫漆,如果不是專門的低溫漆,一般的油漆是不能在5℃下施工,溫度過低還會導致油漆不干。如果不用低溫油漆,就要在正常溫度下施工,整個漆膜干燥期間都要是正常溫度。我們所說的油漆干燥時間指的的溫度在25攝氏度的情況下。
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環(huán)氧漆漆膜不固化的原因與處理
環(huán)氧漆系列產品依據(jù)產品功能的不同分為底漆、中間漆、面漆,并且廣泛應用于鋼結構、混凝土建筑等工業(yè)防腐的各個領域,產品應用的越多,遇到的施工問題也很多,油漆不固化就是其中之一,今天主要講解當你遇到此類問題時的處理方法。 當遇到環(huán)氧漆不固化時可以從下列幾點分析: 1、有沒有添加固化劑或者固化劑的添加量小 在購買雙組份油漆時,都是一桶油漆和一桶固化劑,如果按照廠家提供的比例進行配比基本上不會出現(xiàn)因為固化劑而出現(xiàn)不固化的問題,在實際的使用過程中有些施工人員為了節(jié)省固化劑將一桶固化劑用在多桶油漆上,這在某種程度上增加了漆膜固化慢或不固化的幾率。 2、空氣溫度過低 客戶在選購油漆時,一定要根據(jù)底材的應用環(huán)境、相關溫度而定,如果溫度較低建議使用低溫漆,如果不是專門的低溫漆,一般的油漆是不能在5℃下施工,溫度過低還會導致油漆不干。如果不用低溫油漆,就要在正常溫度下施工,整個漆膜干燥期間都要是正常溫度。我們所說的油漆干燥時間指的的溫度在25攝氏度的情況下。
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基于Abaqus的復合材料固化仿真模擬
固化過程中復合材料的工程彈性常數(shù)與溫度、固化度等多個狀態(tài)變量有關,需要基于不同的力學本構模型編寫Umat,以實現(xiàn)求解更新相關狀態(tài)變量的作用。此部分內容涉及Umat與其他子程序的耦合,較為復雜,以Umat與Uexpan的耦合為例,在應力-位移分析中,Uexpan通過傳遞過來的溫度場重新計算復合材料的固化度,隨后向Umat傳遞材料積分點溫度場變量、固化度場變量和非機械應變場變量等變量。 需要上述子程序或更高級固化子程序及技術支持的請聯(lián)系qq1679733699或站內私信
【科普】室溫固化環(huán)氧膠黏劑在各行各業(yè)的應用
室溫固化環(huán)氧膠黏劑是一種具有省時、省力、省工、節(jié)省能源、使用方便等一系列優(yōu)點的膠黏劑,被應用到各行各業(yè),例如:在航空,在一些大型的或細組分膠粘劑的機械和電子行業(yè),飛機損傷,快速修復的民用建筑,橋梁,堤壩,修復和加強,農機維修,修復和保護文物,濕表面與水膠等。因此,發(fā)展速度非常快,數(shù)量大,成為環(huán)氧粘合劑的一個重要品種。 有專家將室溫固化環(huán)氧樹脂膠黏劑分為兩類:普通環(huán)氧膠黏劑和特種環(huán)氧膠黏劑在室溫固化。(如快速固化膠,UV固化膠粘劑) 室溫固化環(huán)氧膠黏劑特點: 1、由于室內溫度不加熱固化固化工藝簡單,使用方便,無需硫化設備,節(jié)能,成本。 2、較高的粘接強度,耐熱性,耐腐蝕性,和電氣性能通常低于中等溫度和高溫固化劑的膠粘劑。尤其是熱電阻隨溫度的升高而迅速下降。長期使用溫度一般不超過80°C。 3、在室溫下使用的周期短。 4、固化時間通常是24小時到達合適的強度,3-7天達到最高強度,隨著溫度的變化。 5、具有成本低,使用方便,房間溫度較高,所以應用范圍廣,需求量大,是環(huán)氧膠粘劑品種最多。 室溫固化環(huán)氧膠黏劑的注意事項: 1、必須在室溫(15-40°C)固化。 2、具有高強度、耐熱性能和良好的使用適當?shù)募夹g結合。 3、一般環(huán)氧膠粘劑應考慮降低成本。 4、室溫固化也應確保特定的性能。結構膠應提高粘接強度和耐久性;快速固化膠粘劑應進一步提高反應活性等。 環(huán)氧樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=new%2Fview&id=2771
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【科普】室溫固化環(huán)氧膠黏劑在各行各業(yè)的應用
室溫固化環(huán)氧膠黏劑是一種具有省時、省力、省工、節(jié)省能源、使用方便等一系列優(yōu)點的膠黏劑,被應用到各行各業(yè),例如:在航空,在一些大型的或細組分膠粘劑的機械和電子行業(yè),飛機損傷,快速修復的民用建筑,橋梁,堤壩,修復和加強,農機維修,修復和保護文物,濕表面與水膠等。因此,發(fā)展速度非常快,數(shù)量大,成為環(huán)氧粘合劑的一個重要品種。 有專家將室溫固化環(huán)氧樹脂膠黏劑分為兩類:普通環(huán)氧膠黏劑和特種環(huán)氧膠黏劑在室溫固化。(如快速固化膠,UV固化膠粘劑) 室溫固化環(huán)氧膠黏劑特點: 1、由于室內溫度不加熱固化固化工藝簡單,使用方便,無需硫化設備,節(jié)能,成本。 2、較高的粘接強度,耐熱性,耐腐蝕性,和電氣性能通常低于中等溫度和高溫固化劑的膠粘劑。尤其是熱電阻隨溫度的升高而迅速下降。長期使用溫度一般不超過80°C。 3、在室溫下使用的周期短。   4、固化時間通常是24小時到達合適的強度,3-7天達到最高強度,隨著溫度的變化。   5、具有成本低,使用方便,房間溫度較高,所以應用范圍廣,需求量大,是環(huán)氧膠粘劑品種最多。   室溫固化環(huán)氧膠黏劑的注意事項:   1、必須在室溫(15-40°C)固化。   2、具有高強度、耐熱性能和良好的使用適當?shù)募夹g結合。   3、一般環(huán)氧膠粘劑應考慮降低成本。   4、室溫固化也應確保特定的性能。結構膠應提高粘接強度和耐久性;快速固化膠粘劑應進一步提高反應活性等。
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固化圖2
Abaqus基于粘彈性本構的復合材料固化成型仿真
復合材料制件成型過程中,由于材料自身的各向異性、樹脂基體的化學收縮反應以及模具作用等因素的影響,導致制件成型過程中產生殘余應力,引起固化變形,從而增加制造成本和裝配難度。因此,合理預測制件固化過程中殘余應力的發(fā)展,計算制件的固化變形量,成為降低制造成本、提高生產效率的重要手段。 復合材料固化成型仿真主要包括三個部分:熱-化學模型,固化動力學方程和固化本構。http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1261705中介紹了固化成型過程中的熱化學模型和固化動力學方程。為了進一步研究復合材料的固化變形過程,本文又引入了粘彈性本構模型,采用完全熱力耦合的分析方法,預測了復合材料的固化變形。 目前常用的固化本構模型包括:線彈性模型,路徑依賴模型和粘彈性本構模型。 Zocher等提出的粘彈性本構模型其本構關系和應力增量方程為: 其中 式中St_im是歷史狀態(tài)變量 其中,增量步內的折算時間 式中,Cu_ij和Cf_ij分別為完全松弛剛度和未松弛剛度;aT、Wm和τm分別為轉換因子、權重系數(shù)和松弛時間。松弛時間和權重因子如下 通過Umat子程序編寫粘彈性本構模型,結合Hetval、Disp等子程序進行固化成型過程分析。有限元模型如下圖所示,包括復合材料及模具。在回彈分析時,通過Model Change 移除模具。 固化過程中的溫度和固化度關系的關系如圖所示 計算得到的溫度和應力的關系如圖所示 固化過程中的應力場如下圖所示 移除模具后,可以得到復合材料的回彈變形如圖所示 有相關需求歡迎通過微信公眾號聯(lián)系我們。
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西北工業(yè)大學《Composite Structures》:評價固化殘余應力對復合材料損傷行為影響的建模框架
在開展復合材料傳熱分析時,考慮外部溫度傳遞以及內部固化反應放熱,完成宏觀尺度下三維熱-化耦合分析,計算得到復合材料固化過程中的溫度和固化度;考慮復合材料內部各組份材料(纖維、界面、基體)的熱機械相互作用、以及樹脂的固化收縮,將得到的溫度、固化度數(shù)據(jù)引入建立的細觀尺度RVE模型,求解熱-力耦合下的細觀殘余應力、應變。 2.2 損傷失效模型 由于單向復合材料的橫向損傷行為不受纖維失效的影響,因此主要研究基體和界面的失效。樹脂基體在載荷作用下依次表現(xiàn)出彈性、塑性和損傷,使用擴展線性Drucker-Prager定義其屈服行為,采用Ductile韌性準則描述其損傷行為。界面采用零厚度Cohesive單元進行建模,使用雙線性本構模型進行表征。 圖3 基體本構方程 圖4 界面本構方程 2.3 固化過程-損傷失效一體化分析框架 通過復合材料多尺度熱-化-力耦合建模分析,得到了固化過程中的細觀殘余應力,為進一步研究細觀殘余應力對復合材料力學行為的影響,將殘余應力作為初始預定義場引入復合材料的橫向加載過程中進行損傷預測,建立了如下所示的固化過程-損傷失效一體化分析框架。
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紫外線傳感器在紫外固化試驗箱中的應用
UV固化即紫外固化,UV是紫外線的英文縮寫,固化是指物質從低分子轉變?yōu)楦叻肿拥倪^程。UV固化一般是指需要用紫外線固化的涂料(油漆)、油墨、膠粘劑(膠水)或其它灌封密封劑的固化條件或要求,其區(qū)別于加溫固化、膠聯(lián)劑(固化劑)固化、自然固化等。 UV是紫外線的縮寫,。在化工高分子領域里,UV也被作為輻射固化的簡稱,UV,也就是UV紫外光固化,是利用UV紫外光的中、短波(300-800納米)在UV輻射下,液態(tài)UV材料中的光引發(fā)劑受刺激變?yōu)樽杂苫蜿栯x子,從而引發(fā)含活性官能團的高分子材料(樹脂)聚合成不溶不熔的固體涂膜的過程,是一種20世紀60年代興起的、環(huán)保的、低VOC排放的新技術,20世紀80年以后在我國得以迅速發(fā)展。 在UV體系的引發(fā)技術方面,研究的是陽離子光引發(fā)劑的使用。三芳基硫鹽是這類光引發(fā)劑的典型例子。在這個陽離子系統(tǒng)中,活化過程類似于游離基聚合過程,即:光吸收,增感作用,引發(fā),傳遞和最后的鏈終止。陽離子體系的一個優(yōu)點是反應不會受到氧的抑制,而傳統(tǒng)的游離基引發(fā)劑卻會受到氧的抑制作用。但是,陽離子引發(fā)劑卻對親核性的雜質諸如水很敏感,這類雜質會中和陽離子使鏈增長發(fā)生終上。陽離子引發(fā)劑在價格上相對較貴,因此也不常用。 國內外試驗箱的生產標準、試驗箱檢驗方法或試驗方法中,對于試驗箱技術指標的考核均在設備達到穩(wěn)定后一定時間再進行測量記錄。對于變溫過程中試驗箱的參數(shù)指標只測量控制點的溫度變化率,其他位置和均勻度均無考核和要求,并且當前試驗室所有環(huán)境試驗箱的校準證書均依此為前提進行出具,國內外使用的常見標準也未對該項指標提出要求。 箱體采用數(shù)控機床加工成型,造型美觀大方,并采用無反作用把手,操作簡便。箱體內膽采用進口高級不銹鋼(SUS304)鏡面板,箱體外膽采用A3鋼板噴塑,增加了外觀質感和潔凈度。
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Abaqus基于粘彈性本構的復合材料固化成型仿真
Abaqus基于粘彈性本構的復合材料固化變形分析 復合材料制件成型過程中,由于材料自身的各向異性、樹脂基體的化學收縮反應以及模具作用等因素的影響,導致制件成型過程中產生殘余應力,引起固化變形,從而增加制造成本和裝配難度。因此,合理預測制件固化過程中殘余應力的發(fā)展,計算制件的固化變形量,成為降低制造成本、提高生產效率的重要手段。 復合材料固化成型仿真主要包括三個部分:熱-化學模型,固化動力學方程和固化本構。http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1261705中介紹了固化成型過程中的熱化學模型和固化動力學方程。為了進一步研究復合材料的固化變形過程,本文又引入了粘彈性本構模型,采用完全熱力耦合的分析方法,預測了復合材料的固化變形。 目前常用的固化本構模型包括:線彈性模型,路徑依賴模型和粘彈性本構模型。 Zocher等提出的粘彈性本構模型其本構關系和應力增量方程為: 其中 式中St_im是歷史狀態(tài)變量 其中,增量步內的折算時間 式中,Cu_ij和Cf_ij分別為完全松弛剛度和未松弛剛度;aT、Wm和τm分別為轉換因子、權重系數(shù)和松弛時間。松弛時間和權重因子如下 通過Umat子程序編寫粘彈性本構模型,結合Hetval、Disp等子程序進行固化成型過程分析。有限元模型如下圖所示,包括復合材料及模具。在回彈分析時,通過Model Change 移除模具。 固化過程中的溫度和固化度關系的關系如圖所示 計算得到的溫度和應力的關系如圖所示 固化過程中的應力場如下圖所示 移除模具后,可以得到復合材料的回彈變形如圖所示 有關于子程序二次開發(fā)或者復材仿真的問題可以聯(lián)系QQ1653004885或者關注CAE320公眾號
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