复合材料热压罐热流耦合数值模拟技术研究

2017-05-10

航空制造技术 2017年19期

（航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司，成都 610041）

随着复合材料在航空航天的应用愈发广泛，大型、复杂结构不断涌现，对复合材料热压罐成型技术[1-2]，尤其是热流耦合技术的要求越来越高。由于热压罐成型过程中涉及复杂的热交换、热传导和热化学反应，以及热压罐内工装、复合材料构件和罐体之间的流场、温度场的耦合效应，使得控制复合材料的固化过程[3]、保证产品质量变得更加困难。

随着计算机技术日新月异的发展，各种专业软件不断涌现，使复合材料热压罐成型的流固耦合虚拟制造成为可能[4-5]。传统方法主要对热压罐体的流场和单一工装零件进行有限元计算[6-7]，但对多套工装的流场和温度场进行分析，并将分析结果与生产实际结合的报道很少见。本文采用有限元分析方法对复合材料热压罐流固耦合进行数值模拟，研究多套工装、零件在热压罐内的流场均匀性，预测罐内的流场分布；研究工装零件在罐内的温度场分布，预测工装的温度场均匀性，优化多套工装零件在罐内的合理布局，并将研究结果与生产实际相结合[8-9]。这不但可以大大提高工艺设计效率、减少研制费用，而且可以弥补生产过程难以预测流场和温度场变化的不足[10]，提高产品成型质量。