1.一種復(fù)合材料構(gòu)件熱校形工藝的仿真模擬方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一、建立復(fù)合材料的L形構(gòu)件模型,所述L形構(gòu)件模型包括短腹板和長(zhǎng)腹板,輸入復(fù)合材料在若干方向上的力學(xué)參數(shù)和熱膨脹參數(shù);
步驟二、采用有限元軟件中的殼單元對(duì)所述L形構(gòu)件模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,建立L形構(gòu)件的有限元模型;
步驟三、將所述L形構(gòu)件的有限元模型中的短腹板的三點(diǎn)簡(jiǎn)支約束作為邊界條件,對(duì)所述有限元模型施加溫度載荷ΔT,通過如下公式計(jì)算所述L形構(gòu)件的固化變形,
公式中,aI、aT分別表示復(fù)合材料的面內(nèi)熱膨脹系數(shù)、厚度方向熱膨脹系數(shù),ΔT表示材料成型降溫過程中的溫度變化,Δθ表示所述L形構(gòu)件的角度的變化量,θmold表示熱校形工藝中所用的成型模具的角度;
步驟四、對(duì)所述L形構(gòu)件的有限元模型施加校形載荷,其約束條件為所述短腹板水平橫放,使所述長(zhǎng)腹板旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)的一旋轉(zhuǎn)角度;
步驟五、對(duì)所述L形構(gòu)件的有限元模型模擬應(yīng)力松弛過程,所述應(yīng)力松弛過程近似為面內(nèi)剪切應(yīng)力的應(yīng)力松弛,并且在所述應(yīng)力松弛過程中,保持所述校形載荷的約束條件不變;
步驟六、模擬脫模過程,其中去掉所述校形載荷,恢復(fù)約束條件為三點(diǎn)簡(jiǎn)支約束,以得到所述L形構(gòu)件模型最終的殘余應(yīng)力和變形狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的仿真模擬方法,其特征在于,步驟一中輸入復(fù)合材料在所述L形構(gòu)件的面內(nèi)方向和厚度方向上的力學(xué)參數(shù)和熱膨脹參數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的仿真模擬方法,其特征在于,所述面內(nèi)方向由面內(nèi)縱向和面內(nèi)橫向構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的仿真模擬方法,其特征在于,所述力學(xué)參數(shù)包括彈性模量和剪切模量。
5.如權(quán)利要求1所述的仿真模擬方法,其特征在于,步驟四中的所述旋轉(zhuǎn)角度大于3°且小于10°。
6.如權(quán)利要求1所述的仿真模擬方法,其特征在于,所述復(fù)合材料為織物增強(qiáng)熱固性復(fù)合材料。
7.如權(quán)利要求1所述的仿真模擬方法,其特征在于,所述復(fù)合材料為碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料。
8.如權(quán)利要求1所述的仿真模擬方法,其特征在于,所述有限元軟件為abaqus軟件。
9.如權(quán)利要求8所述的仿真模擬方法,其特征在于,所述殼單元為S4R單元。
10.如權(quán)利要求8所述的仿真模擬方法,其特征在于,步驟五中采用abaqus軟件的子程序UMAT模擬應(yīng)力松弛過程。