復合材料固化變形的案例
NX_samcef mecano復合材料固化變形回彈_制造工藝分析
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視頻材料為復合材料的固化變形回彈建模與分析，視頻可作為操作例程。
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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或者復材仿真的問題可以聯系QQ1653004885或者關注CAE320公眾號
展開 基于粘彈性本構模型的熱固性樹脂基復合材料固化變形數值仿真模型
背景介紹
熱固性樹脂基復合材料在制件成型過程中會產生殘余應力，引起固化變形，從而增加裝配和制造的難度，因此，合理預測預制件固化過程中的殘余應力的發展具有重要意義。
早期的研究主要集中于彈性理論來研究復材的固化成型，現今，越來越多的文獻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，發展了基于粘彈性模型的數值仿真計算方法，證明了粘彈性的結果固化變形量小于線彈性的結果，且樹脂含量越高的復材，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中的實現
本文作者在參考文獻【1】的基礎上，使用廣義Maxwell粘彈性本構模型，聯合編寫了HETVAL、USDFLD、DISP、UMAT及UEXPAN子程序，在abaqus軟件平臺中實現了復材固化成型的仿真模擬，其基本編程思路如下圖所示：
其中，最關鍵的粘彈性本構公式為：
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應力云圖和S33云圖如下：
得到的S33關于時間的曲線趨勢如下所示：
該曲線結果和文獻有出入，但是榮的文獻中關于底數的取值有錯誤，亦即下列公式的底數應以e為底數，而不是10
【1】
基于黏彈性本構模型的熱固性樹脂基復合材料固化變形數值仿真模型.pdf
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展開 基于Abaqus的復合材料固化成型過程中的熱-固化數值模擬 ￥99
復合材料固化成型過程中，許多材料參數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，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；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；A為頻率因子；ΔE為活化能；R為理想氣體常數。
數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和環境溫度。
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值模擬和理論研究[D].
[2]喬巍,姚衛星,馬銘澤.復合材料殘余應力和固化變形數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
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附件中為子程序和inp文件
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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
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展開 基于Abaqus的光固化3D打印結構仿真
與傳統制造技術相比，3D打印可減少材料浪費、簡化制造過程、縮短制造周期等。近年來，3D打印技術發展迅速，它不僅可以替代部分傳統制造技術，也能賦予材料更先進的功能，在許多行業都有重要應用。
數字化光處理技術(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樹脂發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，
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。這里我們采用指數形式的本構來描述材料剛度與固化度之間的關系。
展開 基于Abaqus的復合材料固化仿真模擬
利用abaqus進行結構力學仿真已經十分普遍，但有關預測復合材料固化過程中變形及殘余應力的內容相對較少。復合材料的固化行為可分解為熱傳導、固化交聯反應、樹脂流動-壓實、固化變形四個重要環節，涉及Hetval、Uexpan及Umat等子程序，內容繁復且不易理解，下面將簡要介紹各個環節及所使用的子程序。
溫度場研究一直是復合材料構件制造中的一個主要研究熱點，溫度場通過影響樹脂的固化度和固化速率對材料熱物理性能、化學收縮、殘余應力等產生影響，因此針對熱-化學耦合的仿真研究比較多。此過程中主要使用的子程序有Hetval、Film及USDFLD等，在莊茁先生的著作中有部分源代碼，在此不再贅述。
Film子程序簡介
該子程序在熱交換分析中用來定義非均勻的對流換熱系數和環境溫度，可以定義的變量有H（1）、H（2）及sink。
H（1）用于定義節點上的對流換熱系數，如果沒有定義，那么將被初始化為0。
H（2）用于定義節點上對流換熱系數相對于表面溫度的變化率，通過定義這個值，可以提高非線性分析中的收斂速度。
sink用于定義環節溫度，如果沒有定義，那么也將被初始化為0。
Hetval子程序簡介
該子程序用來在傳熱分析中定義內部樹脂固化生熱，可以定義和更新的變量有FLUX（1）、FLUX（2）及STATEV。
FLUX（1）用于定義當前節點上的熱流密度。
FLUX（2）用于定義單位溫度變化導致的熱流密度的改變速度。
展開 主動變形智能復合材料設計與變形模擬報告
主動變形智能復合材料
設計與變形模擬報告
主動變形智能復合材料
設計與變形模擬報告 ￥19.89
在通電條件下，MFC發生電能-機械能轉換，驅動結構復合材料發生變形。主動變形智能復合材料的變形能力與MFC的性能、結構復合材料的厚度、鋪層方向等因素有關。復合材料的優勢是其結構包括鋪層的可設計性，因此，需進行鋪層設計及變形模擬方面的工作，為后續實驗研究提供理論指導。
二、研究內容
本項目以復合材料層合板+MFC復合后的材料為研究對象，以復合材料層合板的力學性能、MFC的基本性能為輸入，以復合材料層合板+MFC復合后的材料最大彎曲角度為2°為目標，進行鋪層設計和變形仿真模擬。建立厚度、鋪層方式與變形角度的關系，篩選出優化的鋪層和厚度，為下一步進行縮比典型試驗件的設計和研制提供理論指導。
展開 復合材料帽形梁RTM工藝仿真解決方案
復合材料帽形梁RTM工藝仿真解決方案
關鍵詞：RTM；固化變形；有限元分析；ESI
摘要：纖維增強樹脂基復合材料具有比強度和比模量高、可設計性強、抗疲勞性和耐腐蝕性好以及便于整體成型等優點，已廣泛用于航空航天、建筑、汽車、艦船、體育器材等領域。復合材料制品的性能很大程度上依賴于其制造工藝。樹脂傳遞模塑（Resin Transfer Molding, RTM）因其具有的獨特優勢成為纖維增強樹脂基復合材料的主要制備技術之一。本文針對帽形梁，采用ESI的復合材料RTM工藝分析軟件對其進行RTM工藝仿真，預測其成型性能、填充過程、固化過程以及固化變形量，從而對工藝方案改進、模具修改提供依據。結果表明，ESI公司的RTM工藝解決方案可以很好的描述RTM工藝過程，包括預成型體的鋪覆過程，樹脂的流動過程、樹脂的固化過程、復合材料制件的固化變形。
1 引言
樹脂基復合材料具有高的比強度、比剛度，抗疲勞、耐腐蝕、成形工藝性好以及可設計性強等特點，現已成為飛機、汽車、機械、電子產品的重要結構材料之一，并且使用比例逐年增加。比如，波音787復合材料用量高達50%，空客A350XWB復合材料用量高達53%，BMW i3復合材料用量高達49.41%，西門子生產出75米長的碳纖維葉片等等。隨著黑車身BMW i3的上市以及即將上市的BMW i8的推出，汽車行業成為復合材料市場增長的主要驅動力。
樹脂傳遞模塑技術(Resin Transfer Molding, RTM)是一種以低壓、密閉容器制造的復合材料生產方法，先將纖維、增強材料等放置于模具中，密閉之后以低壓注入樹脂，等樹脂反應硬化后，打開模具將成品取出。
展開 復合材料設計與制造一體化仿真
【線上＋線下】第二期PAM-COMPOSITE復合材料成型工藝仿真培
訓
復合材料力學
復合材料力學
2025年12月30日 14:33 陜西
PAM-COMPOSITE軟件功能涵蓋：
纖維織物的懸垂和模壓成型
樹脂傳遞模塑 (RTM)、高壓 RTM 和壓縮 RTM及其衍生工藝
熱固性樹脂的固化過程
樹脂固化后引起的制件翹曲變形
片狀模塑料 (SMC)的模壓成型
與制件設計和結構仿真的傳輸接口
通過仿真檢驗設計部門定義的產品信息， 允許將制造結果順利轉移到設計部門進行復合 材料制件的結構數?！皟鼋Y”。
為了普及復合材料成形工藝仿真分析技術，復合材料力學公眾平臺將于2026年1月24 日-1月25日在陜西西安舉辦為期兩天的第二期PAM-COMPOSITE復合材料成型工藝 仿真培訓班，此期培訓主要通過“理論+實操”講解基于PAM-COMPOSITE軟件對連續 纖維增強復合材料制件的成型工藝仿真， 包括纖維干布或預浸料的模壓成型仿真， 液 態模塑RTM成型仿真，熱固性樹脂的固化變形仿真以及片狀模塑料（SMC）模壓成型
仿真。同時為了拓展復合材料制件設計制造一體化的全流程仿真，增加CATIA CPD或
Fibersim的制件鋪層設計簡單實操培訓和ABAQUS的制件強度校核簡單實操培訓。
展開 
復合材料固化粘彈性模型 ￥4000
<p>復合材料固化粘彈性模型</p>
samcef 復合材料-----NX CAE及固化介紹
目前公布的復合材料部分建模仿真，使samcef composites有了新的載體，前后處理依托于NX CAE，這樣在新的軟件版本中將會使用兩個許可文件，NX CAE及samcef求解器的許可。優化后的軟件包使得samcef composites煥然一新，相信會讓之前samcef老用戶會有全新體驗。另外，在復合材料固化成型方面，軟件也做出了新的突破。預知詳情，請查看附件。
附件第一部分介紹了samcef composites的前處理及相對于其他有限元軟件的獨特優勢；第二部分介紹了復合材料的固化成型專業解決方案。
samcef composites前處理及獨特優勢.pdf
Samcef Composites--專業的復合材料固化成型分析解決方案.pdf
展開 用于碳復合材料制造的固化傳感器
Lambient Technologies是高級聚合物材料固化分析解決方案的專家，宣布推出用于碳纖維復合材料的碳+傳感器。
碳纖維復合材料在制造過程中不斷增加的存在推動了在制造過程中對介電固化監測的需求。通常，介電傳感器需要濾波器來阻擋導電纖維并防止電極短路。每次測試后必須手動更換過濾器，它們的使用會增加時間，精力和成本，因此有必要避免在快速，重復的操作中使用它們。
Lambient Technologies的碳+直接接觸式傳感器具有保護性永久絕緣層，無需過濾器即可實現固化監測，可無縫集成到模塑應用中。來自碳+傳感器的數據顯示與固化狀態的一致關系，并且可用于確定：流動前沿或樹脂接觸，最小粘度點，可能與凝膠化相關的峰值反應速率的時間，以及用戶定義的固化結束。
高透明水晶樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=landing/index&id=szjgb
展開 復合材料固化過程仿真 黏彈性子程序
現出復合材料固化過程仿真 黏彈性子程序 ，本人從事復合材料固化過程、強度校核仿真數年，現已脫離此行業，有需要UMAT、UMATHT、UEXPAN、VUMAT等相關程序可以聯系我。
QQ：860536174
