加热工艺对树脂基复合材料挖补修理固化过程的影响

摘要

基于复合材料热固化过程中物性参数的时变特性,建立了树脂基复合材料挖补修理热固化的三维热-力-化学多场耦合模型,数值研究了不同加热方式及不同工艺参数下修补片固化过程中温度、固化度及残余应力的变化规律。结果表明:不同热环境对修补片内温度峰值影响较小,在0.8%以内;热补仪固化方式下,增大升温速率可缩短修补片固化时间,但会使残余应力增加,6 K/min升温速率下比2 K/min升温速率下完成固化所需时间缩短23%,但残余应力增大9%;热压罐固化方式下,降低罐内对流换热系数,可降低修补片内残余应力,且不会延长固化时间,23 W/(m^(2)·K)对流换热系数下比63 W/(m^(2)·K)对流换热系数下残余应力减小12.3%;热压罐与热补仪固化方式相比,完成固化所需时间接近,热压罐固化方式对应的残余应力下降7%。但是热压罐固化成本远高于热补仪,因此可继续优化热补仪固化工艺,达到提高固化质量降低固化成本的目的。