基于有限元方法的复合材料热压成型模具设计

作者：刘冰心; 党晓丽; 刘敏; 何靓^*

来源：化工机械, 2023, 50(06): 915-919.

DOI：10.20031/j.cnki.0254-6094.202306021

• 热压罐工艺
• 复合材料热压成型
• 模具
• 设计优化
• 固化同步

热压罐工艺广泛用于热固性基体复合材料的制造过程中。在此过程中，热压罐内温度分布的不均匀性可能导致复合材料的非同步固化，从而降低复合材料零件的机械性能。为了提高固化性能，必须对热压罐模具进行优化设计。通过建立基于有限元分析法的数值模型来模拟热压罐内的温度分布，并对已知的实验数据进行验证。然后，将覆盖有复合材料和简化辅助材料的典型模具结构引入数值模型。此外，以复合材料零件固化度的最大标准偏差为目标，以提升情况下模具的变形为约束，提出了一种将数值模型与遗传算法相结合的方法来优化模具子结构的设计参数，以提高固化的同步性。结果复合材料零件固化度的最大标准偏差提高了17.21%，这表明采用所提出的方法实现了更好的固化同步。