Mecanismo de formación y método de modelado de defectos de arrugas en la colocación de fibra con dirección variable
Autores: Yi, Minghui; Liu, Fei; Zhang, Wuxiang; Ding, Xilun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Mecanismo de formación y método de modelado de defectos de arrugas en la colocación de fibra con dirección variable
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Tecnología de dirección de remolque de ángulo variable
Fabricación de piezas de aviación complejas
Trayectoria de curvatura intrincada
Eficiencia de formación
Flexibilidad de diseño
Propiedades mecánicas
Licencia
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Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
La tecnología de dirección de remolque de ángulo variable es capaz de fabricar piezas de aviación complejas con una trayectoria de curvatura intrincada planificada en función de las características de estrés o perfil, lo que mejora enormemente la eficiencia de formación, la flexibilidad de diseño y las propiedades mecánicas de las estructuras compuestas. En vista de los defectos de formación, como el pandeo y las arrugas causadas por la flexión lateral del remolque de fibra prepreg, se establece un modelo teórico de pandeo basado en el método de Rayleigh Ritz, el principio de energía potencial mínima y la base viscoelástica, en el cual el coeficiente de adhesión se caracteriza por el grado de contacto íntimo para introducir parámetros de proceso. Sobre la base del análisis de mecánica de contacto, se estudia la distribución de la presión de compactación y el estrés de flexión para mejorar el modelo teórico, y se determinan con precisión la carga crítica de pandeo y el radio mínimo del remolque bajo condiciones de contacto normal y tangencial. Finalmente, se proponen los modelos de elementos finitos de compactación y colocación de dirección de ángulo variable, y se verifica el modelo teórico y el modelo de simulación mediante ensayos correspondientes. Se demuestra que los defectos pueden ser suprimidos de manera efectiva a través de la optimización de los parámetros del proceso.
Descripción
La tecnología de dirección de remolque de ángulo variable es capaz de fabricar piezas de aviación complejas con una trayectoria de curvatura intrincada planificada en función de las características de estrés o perfil, lo que mejora enormemente la eficiencia de formación, la flexibilidad de diseño y las propiedades mecánicas de las estructuras compuestas. En vista de los defectos de formación, como el pandeo y las arrugas causadas por la flexión lateral del remolque de fibra prepreg, se establece un modelo teórico de pandeo basado en el método de Rayleigh Ritz, el principio de energía potencial mínima y la base viscoelástica, en el cual el coeficiente de adhesión se caracteriza por el grado de contacto íntimo para introducir parámetros de proceso. Sobre la base del análisis de mecánica de contacto, se estudia la distribución de la presión de compactación y el estrés de flexión para mejorar el modelo teórico, y se determinan con precisión la carga crítica de pandeo y el radio mínimo del remolque bajo condiciones de contacto normal y tangencial. Finalmente, se proponen los modelos de elementos finitos de compactación y colocación de dirección de ángulo variable, y se verifica el modelo teórico y el modelo de simulación mediante ensayos correspondientes. Se demuestra que los defectos pueden ser suprimidos de manera efectiva a través de la optimización de los parámetros del proceso.