纤维缠绕复合材料起伏区域残余应力

和欣辉^1,2，韩小平^1,2

1. 西北工业大学力学与土木建筑学院2. 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室

摘 要：针对纤维交叉起伏区域残余应力,建立一种细观分析模型。基于热传导方程、固化反应动力学模型和复合材料层合理论,采用有限元方法和细观分析模型,对缠绕复合材料在固化工艺过程中的残余应力分布及其变化规律进行数值模拟。通过算例,研究纤维起伏区域残余应力的分布特点,结果表明:起伏纤维束不同位置处残余应力差别很大,层合区纤维束呈现拉应力状态,起伏区纤维束呈现压应力状态,富树脂区出现最大压应力;残余应力沿纤维束起伏方向呈现V型变化趋势,在纤维束上不同位置出现拉、压不同的应力状态,起伏角度最大处出现最大压应力。

关键词：纤维缠绕复合材料;固化过程;残余应力;纤维束交叉起伏;细观模型;