針對變截面、變軸線的復(fù)雜管狀復(fù)合材料試件在成型過程中模具難以設(shè)計、脫模難度大的問題,形狀記憶聚合物制作的主動變形芯模由于其主動變形及變剛度的特點,可以作為復(fù)雜異性結(jié)構(gòu)成型過程的芯模,完成自動脫模。但是限制智能芯模廣泛使用的關(guān)鍵因素是在高溫吹塑時,聚合物力學(xué)性能差,大變形時芯模容易撕裂,可重復(fù)使用率低。為解決此問題,本文提出使用彈性纖維對聚合物進(jìn)行復(fù)合,建立了纖維復(fù)合型智能芯模,分別對其力學(xué)性能和主動變形特征使用有限元方式進(jìn)行驗證,探究其可行性。本文針對纖維復(fù)合型結(jié)構(gòu)建立力學(xué)模型,從材料單胞分析其拉伸膜量、拉伸強(qiáng)度與材料參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸對應(yīng)的關(guān)系;建立適用于聚合物材料的粘彈性本構(gòu)模型,確立適用于本文聚合物的材料本構(gòu);用多項式函數(shù)對材料DMA曲線進(jìn)行耦合,選取高溫吹塑時的材料參數(shù),使用遺傳算法函數(shù)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真優(yōu)化,得出優(yōu)化結(jié)構(gòu);建立優(yōu)化后的復(fù)合結(jié)構(gòu)仿真模型,進(jìn)行雙軸拉伸與正交彎曲模擬,分析其應(yīng)力與應(yīng)變情況,與純聚合物進(jìn)行對比,驗證了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的可行性。根據(jù)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)模型以及擬合后的材料本構(gòu),建立復(fù)合型芯模模型,使用ABAQUS進(jìn)行成型過程仿真分析。先針對芯模氣壓和R角進(jìn)行前期仿真篩選,以芯...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1形狀記憶效應(yīng)原理圖[3]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第1頁第一章緒論1.1課題組研究的目的和意義形狀記憶聚合物(ShapeMemoryPolymer,SMP)為一種在外界刺激情況下，可以做出主動變形功能的新興智能材料[1]。外界激勵方式為通過改變外界環(huán)境，增加分子熱運(yùn)動，從而提高基體溫度，而激發(fā)主動變....

圖1-3微觀層面的形狀記憶效應(yīng)原理圖[4]

笱Чぱ?妒墾?宦畚?第3頁現(xiàn)形式為分子鏈。轉(zhuǎn)換相主要為網(wǎng)狀分子鏈構(gòu)成，固定相主要為網(wǎng)狀分子鏈之間的節(jié)點構(gòu)成。裝換相的分子鏈可進(jìn)行自由移動——固定之間轉(zhuǎn)換：在溫度高于轉(zhuǎn)變溫度時被激活，可進(jìn)行移動，此時對材料施加約束使其形變，在溫度低于轉(zhuǎn)變溫度時，形變被轉(zhuǎn)換相固定，維持材料臨時形態(tài)。....

圖1-4組合式金屬模具用于復(fù)合材料J型肋制造[23]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第5頁點為芯模設(shè)計，復(fù)雜形式的結(jié)構(gòu)在制造過程中存在芯模難以脫模的問題。按照制造過程中傳統(tǒng)模具種類有整體式金屬模具、組合式金屬模具、熱膨脹式模具[14,15]；能適用于變截面，變口徑中空管狀復(fù)合材料成型的模具種類有：水溶性模具、3D打印模具、氣囊模具、....

圖1-5復(fù)合材料金屬組合模

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第6頁機(jī)復(fù)合材料進(jìn)氣道制作方案分別研究了組合式金屬模具以及水溶性模具的優(yōu)劣性，后在組合式金屬模具表面上包裹復(fù)合材料易碎殼，形成復(fù)合材料組合式模具。此改良后的復(fù)材外殼組合式芯�？梢越鉀Q純金屬組合模具容易在拼裝活塊縫隙之間存在滲漏的問題，以及水溶性模具方....

本文編號：3957136