热塑性复合材料自动铺放过程中温度场研究

摘要：

自动铺放成型技术可以实现热塑性复合材料逐层“原位固结”,在加工制造大型零部件、提高生产率、降低制造成本方面具有巨大的潜力.由于温度历程对复合材料构件成型质量有较大影响,本工作通过ANSYS软件模拟热源随铺放头移动、铺放过程中预浸料不断被铺叠到底层预浸料上,获得复合材料铺层的温度场分布情况.同时构建基于WinCC flexible的温度场在线测量系统,对铺层温度进行在线采集和存储.实验结果表明,在铺放成型过程中,每一层预浸料的温度曲线出现多个峰值,且随着热气温度的升高,每层峰值温度逐渐增加,热气温度越高,铺层间峰值温度差越大,热电偶测量结果与仿真结果相差越小.通过对实验结果中的峰值温度与有限元模拟结果进行对比,证明了有限元仿真模型的正确性.研究结果表明,随着铺放速率的加快,每层峰值温度逐渐降低,为满足成型要求,当热风枪出口处热气温度最高为600℃时,最大铺放速率为1.2m/min.

关键词：热塑性复合材料、自动铺放、有限元、温度场

所属期刊栏目：46

分类号：TB332;V261(工程材料学)

资助基金：国家重点基础研究发展计划2014CB046501

在线出版日期：2018-05-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：83-91