本發明專利技術提供一種纏繞結構固化變形確定方法、裝置及設備，所述方法包括：獲取目標纏繞結構和目標筒體的幾何參數；根據所述目標纏繞結構在目標筒體上的纏繞狀態的模擬仿真結果，得到目標纏繞結構和目標筒體的第一應力分布，以及目標纏繞結構的第一變形程度；根據所述第一應力分布和第一變形程度，對所述目標纏繞結構在目標筒體上的固化狀態進行模擬仿真，得到固化后目標纏繞結構的第二應力分布和第二變形結果。本發明專利技術的方案可以模擬仿真纏繞結構的固化變形情況。
1、纏繞成型的基本原理是在控制張力和預定線型的條件下，將連續的纖維粗紗浸漬樹脂膠液，連續的纏繞在相應尺寸的薄壁鋁筒上，然后在加熱條件下使之固化，制成一定形狀制品。纏繞成型工藝中纏繞階段和固化階段是影響制品質量的關鍵環節，固化后制品的變形是否符合設計要求，直接影響專用設備運行的壽命和可靠性。
2、然而碳纖維復合材料在固化成型過程中，會由于復合材料的熱膨脹系數各向異性，基體樹脂在固化過程中的化學收縮，纏繞結構在固化過程中溫度場不均勻和固化不同步，金屬內襯與復合材料熱膨脹的不匹配以及各個纏繞層的相互制約，使得纏繞制品在固化過程中會產生殘余應力和變形，這些殘余應力會改變纏繞制品的應力分布狀態，使制品發生變形。傳統纏繞成型固化工藝制度的確定需要反復試驗、摸索，研制周期長、成本高，浪費了人力及物力資源，無法預先確定纏繞結構的固化變形情況。
>6、根據所述第一應力分布和第一變形程度，對所述目標纏繞結構在目標筒體上的固化狀態進行模擬仿真，得到固化后目標纏繞結構的第二應力分布和第二變形結果。7、可選的，根據所述目標纏繞結構在目標筒體上的纏繞狀態的模擬仿真結果，得到目標纏繞結構和目標筒體的第一應力分布，以及目標纏繞結構的第一變形程度，包括：
8、根據所述目標纏繞結構和目標筒體的幾何參數，確定有限元模型；
9、確定所述目標纏繞結構的線性熱膨脹系數，通過等應變轉換，得到目標溫差，所述目標溫差是與目標纏繞結構內部纏繞張力等價的溫差；
10、根據所述目標溫差，通過目標筒體的平衡方程和幾何方程，得到目標纏繞結構和目標筒體的第一應力分布和目標纏繞結構的第一變形程度。
11、可選的，根據所述目標溫差，通過目標筒體的平衡方程和幾何方程，得到目標纏繞結構和目標筒體的第一應力分布和目標纏繞結構的第一變形程度，包括：
12、將所述目標溫差輸入所述目標筒體的平衡方程和幾何方程進行處理，確定邊界條件，得到所述第一應力分布和第一變形程度。
13、可選的，根據所述第一應力分布和第一變形程度，對所述目標纏繞結構在目標筒體上的固化狀態進行模擬仿真，得到固化后目標纏繞結構的第二應力分布和第二變形結果，包括：
14、根據所述第一應力分布和第一變形程度，確定預定義場；
15、將所述預定義場作為初始狀態，通過預設固化變形預測模型，得到所述目標纏繞結構在目標筒體上固化后的第二應力分布和第二變形結果。
16、可選的，通過預設固化變形預測模型，得到所述目標纏繞結構在目標筒體上固化后的第二應力分布和第二變形結果，包括：
17、通過所述固化變形預測模型中的熱傳導固化子模型，得到所述目標纏繞結構內部產生的熱量；
18、通過所述固化變形預測模型中的非機械應變子模型，得到所述目標纏繞結構的熱應變和收縮應變；
19、通過所述固化變形預測模型中的粘彈性本構子模型，得到所述目標纏繞結構的松弛剛度矩陣；
20、根據所述目標纏繞結構內部產生的熱量、熱應變和收縮應變和松弛剛度矩陣，得到固化后的第二應力分布和第二變形結果。
21、可選的，所述熱傳導固化子模型為：其中，ρ、cp、t分別為目標纏繞結構的密度、熱容以及溫度；kx、ky、kz分別為目標纏繞結構三個方向的熱傳導系數；q是目標纏繞結構內部產生的熱量。
22、可選的，所述粘彈性本構子模型的積分型求解為：其中σi(t)為應力，cij為剛度矩陣，ξt和ξ′為折算時間，ε(t′)為應變。
23、本專利技術還提供一種纏繞結構固化變形確定裝置，包括：
24、獲取模塊，用于獲取目標纏繞結構和目標筒體的幾何參數；
25、處理模塊，用于根據所述目標纏繞結構在目標筒體上的纏繞狀態的模擬仿真結果，得到目標纏繞結構和目標筒體的第一應力分布，以及目標纏繞結構的第一變形程度；根據所述第一應力分布和第一變形程度，對所述目標纏繞結構在目標筒體上的固化狀態進行模擬仿真，得到固化后目標纏繞結構的第二應力分布和第二變形結果。
26、本專利技術還提供一種計算設備，包括：處理器、存儲有計算機程序的存儲器，所述計算機程序被處理器運行時，執行如上述的方法。
27、本專利技術還提供一種計算機可讀存儲介質，存儲指令，當所述指令在計算機上運行時，使得計算機執行如上述的方法
28、本專利技術的上述方案至少包括以下有益效果：
29、本專利技術的上述方案，通過：獲取目標纏繞結構和目標筒體的幾何參數；根據所述目標纏繞結構在目標筒體上的纏繞狀態的模擬仿真結果，得到目標纏繞結構和目標筒體的第一應力分布，以及目標纏繞結構的第一變形程度；根據所述第一應力分布和第一變形程度，對所述目標纏繞結構在目標筒體上的固化狀態進行模擬仿真，得到固化后目標纏繞結構的第二應力分布和第二變形結果。可以模擬仿真纏繞結構的固化變形情況。
本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種纏繞結構固化變形確定方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的纏繞結構固化變形確定方法，其特征在于，根據所述目標纏繞結構在目標筒體上的纏繞狀態的模擬仿真結果，得到目標纏繞結構和目標筒體的第一應力分布，以及目標纏繞結構的第一變形程度，包括：
3.根據權利要求2所述的纏繞結構固化變形確定方法，其特征在于，根據所述目標溫差，通過目標筒體的平衡方程和幾何方程，得到目標纏繞結構和目標筒體的第一應力分布和目標纏繞結構的第一變形程度，包括：
4.根據權利要求1所述的纏繞結構固化變形確定方法，其特征在于，根據所述第一應力分布和第一變形程度，對所述目標纏繞結構在目標筒體上的固化狀態進行模擬仿真，得到固化后目標纏繞結構的第二應力分布和第二變形結果，包括：
5.根據權利要求4所述的纏繞結構固化變形確定方法，其特征在于，通過預設固化變形預測模型，得到所述目標纏繞結構在目標筒體上固化后的第二應力分布和第二變形結果，包括：
6.根據權利要求5所述的纏繞結構固化變形確定方法，其特征在于，所述熱傳導固化子模型為：其中，ρ、Cp、T分別為目標纏繞結構的密度、熱容以及溫度；kx、ky、kz分別為目標纏繞結構三個方向的熱傳導系數；Q是目標纏繞結構內部產生的熱量。
7.根據權利要求5所述的纏繞結構固化變形確定方法，其特征在于，所述粘彈性本構子模型的積分型求解為：其中σi(t)為應力，Cij為剛度矩陣，ξt和ξ′為折算時間，ε(t′)為應變。
8.一種纏繞結構固化變形確定裝置，其特征在于，包括：
9.一種計算設備，其特征在于，包括：處理器、存儲有計算機程序的存儲器，所述計算機程序被處理器運行時，執行如權利要求1至7任一項所述的方法。
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，存儲指令，當所述指令在計算機上運行時，使得計算機執行如權利要求1至7任一項所述的方法。
...
【技術特征摘要】
1.一種纏繞結構固化變形確定方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的纏繞結構固化變形確定方法，其特征在于，根據所述目標纏繞結構在目標筒體上的纏繞狀態的模擬仿真結果，得到目標纏繞結構和目標筒體的第一應力分布，以及目標纏繞結構的第一變形程度，包括：
3.根據權利要求2所述的纏繞結構固化變形確定方法，其特征在于，根據所述目標溫差，通過目標筒體的平衡方程和幾何方程，得到目標纏繞結構和目標筒體的第一應力分布和目標纏繞結構的第一變形程度，包括：
4.根據權利要求1所述的纏繞結構固化變形確定方法，其特征在于，根據所述第一應力分布和第一變形程度，對所述目標纏繞結構在目標筒體上的固化狀態進行模擬仿真，得到固化后目標纏繞結構的第二應力分布和第二變形結果，包括：
5.根據權利要求4所述的纏繞結構固化變形確定方法，其特征在于，通過預設固化變形預測模型，得到所述目標纏繞結構在目標筒體上固化后...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳曉嵐，李武勝，孫炳君，胡玉霞，孟祥姝，
申請(專利權)人：中核天津科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。