王 丹，何景轩，刘 凯，张爱华

(中国航天科技集团有限公司四院四十一所，西安 710025)

0 引言

固体发动机复合材料壳体一般采用热固性树脂纱带在芯模上缠绕而成，纤维缠绕工艺可采用干法或者湿法在一定初始张力下进行缠绕，缠绕后按照一定的固化温度模式进行壳体固化成型，然后拆除芯模完成了复合材料壳体的制作。但实际研制中发现，复合材料壳体在固化后其结构发生了一定的改变。其主要原因是复合材料壳体在成型过程中，由于材料的各向异性及固化降温过程温度变化的影响，使复合材料壳体内部产生复杂的温度场，甚至在局部区域产生较大的温度梯度。温度梯度的存在，使得复合材料壳体内部产生热应力，尤其对于复合材料壳体这种复杂曲面形状的构件，常常会出现分层、变形、应力集中等现象，降低了壳体的力学性能和使用寿命。因此，基于复合材料壳体成型工艺对复合材料壳体的固化降温过程的温度场和应力场进行研究很有必要。

对于纤维缠绕复合材料，一般的热化学分析主要根据树脂的粘度及其固化度，来确定壳体固化所需的工艺固化温度及其完全固化所需的时间；在固化过程中由于温度的变化以及树脂的化学变化，也会使纤维纱带的张力和纱带的位置等稍有变化。根据实测值可知，复合材料壳体在最高固化温度时，其保温时间能够使得壳体的温度基本平衡且基本完成树脂固化，其结构应力主要在于壳体固化降温过程而产生。……