杨 涛，申艳娇，杨素君，李志猛，牛雪娟

(1.天津市现代机电装备技术重点实验室，天津 300387；2.天津工业大学 机械工程学院，天津 300387)



预浸带铺放过程温度场动态仿真与实验研究

杨 涛1，2，申艳娇1，2，杨素君2，李志猛2，牛雪娟2

(1.天津市现代机电装备技术重点实验室，天津 300387；2.天津工业大学 机械工程学院，天津 300387)

为了测量铺放过程中粘合点温度峰值和复合材料的温度场分布，构建了基于LabVIEW的温度场在线测量系统。实验中预浸带铺放5层，热风枪稳定温度为200 ℃。实验结果表明，随着铺放过程的进行，每一层预浸带的温度曲线都出现多个峰值，且峰值逐渐降低，其中第1个峰值即为粘合点温度，平均分别为80.1、91.4、101.3、113、108.3 ℃，比较可知，各层预浸带粘合点温度逐渐升高。同时，建立了预浸带铺放温度场有限元模型，利用ANSYS中的生死单元以及循环加载技术模拟了预浸带动态铺放过程。有限元模拟结果中的粘合点温度分别为71.8、96.2、104.3、107.9、105.3 ℃，与实验结果相比误差可控制在10%以内，且粘合点温度越高，其准确性越好。

预浸带铺放；温度场分布；动态仿真；实验

0 引言

复合材料自动铺带技术由于其生产效率高、质量可靠性高、制造成本低等优势，现在欧美部分发达国家已将此技术广泛应用于航空大型复合材料构件的制造中[1-5]。复合材料预浸带在铺放过程中，其内部的温度历程非常复杂。预浸带铺放过程中不同的温度梯度会引起复合材料内部热应力和热变形，进而引起材料的早期破坏。铺放过程中的温度历程对复合材料构件成型后的机械性能有很大的影响，因此研究复合材料预浸带在铺放过程中的温度场分布有重要意义。……