碳纤维机织物增强热塑性树脂复合材料热冲压叠层模型

张衡¹，严飙²，龚友坤¹，徐永成²，彭雄奇¹，彭福军²

1. 上海交通大学材料科学与工程学院2. 上海宇航系统工程研究所空间飞行器机构重点实验室

摘 要：针对碳纤维增强热塑性树脂复合材料(CFRTP)在热冲压成型过程中涉及到大变形、各向异性和多场耦合的现象,为了表征CFRTP在成型中的力学特征,基于有限元方法与连续介质力学理论提出了一种热塑性树脂基体与碳纤维机织物的叠层模型。与单独采用碳纤维机织物超弹性本构模型预测CFRTP成型性能的方法相比,提出的叠层模型能够表征成型温度、压边力和纤维取向对CFRTP成型缺陷的影响,并能优化热冲压成型工艺参数。这一叠层模型具有简单实用和材料参数容易确定的优点,为碳纤维机织物增强热塑性树脂复合材料成型的数值模拟和成型工艺优化奠定了理论基础。

关键词：碳纤维机织物;热塑性树脂复合材料;热冲压成型;叠层模型;数值模拟;