本论文主要探讨了热固性树脂基复合材料的固化过程,结合大数据和算法,进行了数值模拟与实验研究。热固性树脂基复合材料因其高强度、高模量和抗疲劳性等特点,在众多行业中得到广泛应用。论文以3234/T300B型号的热固性树脂基复合材料为研究对象,针对传统的热补仪加热和新型电加热两种固化方式进行深入研究。
首先,论文建立了一个复合材料修补片热固化的物理模型,基于热传导和固化动力学的数学模型,构建了有限元计算方法,用于模拟固化过程中的温度场和热应力场。实验结果表明,热补仪加热过程中,升温速率越快,修补片内部的温度梯度越大,固化速度加快,但同时产生的热应力也增大。
其次,论文分析了不同降温速率对树脂基复合材料修补片的影响。快速降温会导致修补片内部的温度梯度、热应力及残余热应力增加。这提示在实际操作中,适当的降温速率对于减少内应力和提高修复质量至关重要。
此外,论文还探讨了挖补角度对固化过程的影响。研究发现,中心点处,挖补角度越大,温度峰值、固化速率和热应力会降低;而非中心点处,小挖补角可能导致温度波动,且挖补角度增大反而会减缓固化速率,增加热应力。
接着,论文构建了可变铺层方向的模型,研究铺层设计对固化过程的效应。结果表明,对称铺层设计可以有效减少热应力和残余热应力,而修补片应与母板保持相同的铺层角度,以优化修补质量并最小化热应力。
最后,论文研究了基于焦耳热的固化技术,设计了实验平台,并对比了电加热法和传统加热法的固化过程中的温度场和热应力。这些研究结果有助于优化复合材料的修补技术和固化过程,为实际维修提供理论支持和实践指导。
总的来说,这篇论文通过大数据分析和算法应用,深入研究了热固性树脂基复合材料的固化特性,提出了优化固化工艺和修复技术的有效策略,对于提升复合材料修复质量和性能具有重要的理论与实践价值。关键词涉及树脂基复合材料、热固化、数值模拟、温度场、热应力、电热效应以及碳纤维。