荆宏达，余 芬

(中国民航大学 航空工程学院，天津 300300)

0 引言

碳纤维增强树脂基复合材料凭借其高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳等性能优势在航空航天领域得到广泛应用，先进复合材料的使用可以为飞行器结构减重20%～30%，故其已成为该领域的基本材料之一[1]。随着复合材料在结构中代替传统材料，一般的薄壁层合板已经不能满足大尺寸部件的要求，对厚截面复合材料的需求开始出现，在空客A380使用的复合材料中，重要承力处的板厚可达45 mm，重要连接交点处可达160 mm[2]。但是在厚截面复合材料制造中存在很多困难，最显著的问题是树脂固化过程中容易出现中心局部高温，温度梯度大，而这些问题会直接影响材料最终的力学性能[3]。Springer等[4]对树脂的固化过程做了完整的论述，并对固化过程进行了模拟计算。目前对厚截面复合材料的研究都将厚度作为影响因素，然而，对一些厚度较大、宽度较小的部件来说，复合材料板面内尺度的影响就需要加以考虑。本文针对不同长、宽的复合材料板，对其热压罐工艺固化过程中的温度场和固化度场进行计算，并讨论复合材料板宽度对材料中心温度的影响。

1 复合材料固化温度场数值模拟

1.1 树脂基复合材料固化的物理过程描述

复合材料在热压罐固化工艺过程中，首先炉温升高对预浸料系统加热，使树脂融化，当温度达到树脂固化反应需要的温度后，固化反应开始，并放出热量，因此，这一过程中温度场的计算可以看做一个带有内部热源的传热问题。……