复合材料在热压罐成型过程中温度特性的数值研究

摘要

框架式模具是碳纤维复合材料在热压罐中固化的重要工具，复合材料直接接触的模具型面的温度分布情况影响着产品固化质量。提高罐内温度分布均匀性，有助于减少碳纤维复合材料在固化过程中形成的残余应力和形变。针对框架式模具的型面温度场分布不均匀的问题，通过建立热压罐固化过程物理数学模型，分析成型过程中热压罐内温度分布，并与已知的实验数据相验证，模拟误差小于3%。研究流体流速、温度、工艺制度以及增加导流板对模具型面温度场的影响规律。结果表明，增大流体流速和在升温过程中设置适当的保温时间可以改善型面温度均匀性。在模具结构内添加导流板，可以调控罐内流体的流动，改善其内部温度均匀性，添加平面型导流板的模具最大温差降低了20.56 K，降幅达45%，且平均温度标准差降低了2.72 K。研究结果为复合材料在热压罐中成型工艺制度的制定提供了可靠理论数据。

关键词

复合材料 / 热压罐 / 模具 / 温度场