[發明專利]一種成形制備纖維樹脂復合材料構件產品的方法

有效

• 申請號: 201910089404.5
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109732815B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 湛利華;賀佳陽;常騰飛;吳昕桐;劉桂銘;胡健
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B29C33/38
• 分類號: B29C33/38;B29C70/54;G06F30/23
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;張文君

1.一種成形制備纖維樹脂復合材料構件產品的方法，其特征在于，所述方法包括先設計出成形模具，再以所述成形模具成形制備復合材料構件產品；且設計出成形模具的過程具體包括先計算機模擬以設計出模具型面，再在根據該模具型面形成實體模具后先后進行復合材料實體熱壓固化成形和實體修模而設計出所述成形模具，所述方法具體包括以下步驟：

1)以纖維樹脂復合材料構件目標型面S0為模具原始型面B0，二者凹凸匹配，并根據B0設計對應的三維模具模型，在有限元分析軟件中對型面為B0的模具進行從高溫冷卻至室溫的降溫模擬，得到降溫后的模具，并提取降溫后的模具的型面B1，其中，所述高溫溫度值等于所述纖維樹脂復合材料構件對應的熱壓固化成形保溫階段的溫度值；

2)以所述降溫后模具的型面B1作為初始型面，生成三維模具，在三維模具與纖維樹脂復合材料構件原材料的基礎上建立熱壓固化成形仿真模型，在型面為B1的模具的基礎上對纖維樹脂復合材料構件原材料進行第一次熱壓固化成形模擬，得到纖維樹脂復合材料構件初始熱壓固化成形型面S1，計算纖維樹脂復合材料構件初始熱壓固化成形型面S1各點與纖維樹脂復合材料構件目標型面S0各點的初始成形誤差u1，判斷各點的初始成形誤差u1是否均小于或等于工程誤差允許的范圍ε，若是，則以纖維樹脂復合材料構件初始熱壓固化成形型面S1所對應的模具型面B1作為最終計算機設計所要得到的模具目標型面，進入步驟5，若否，進入步驟3；

3)在有限元軟件中，根據Si與S0間的誤差大小，對纖維樹脂復合材料構件熱壓固化成形型面Si所對應的模具型面Bi進行第i次回彈補償得到模具型面Bi+1，作為第i+1次熱壓固化成形的模具型面，進入步驟4，所述i＝(1，2，3……n)；

4)根據模具型面Bi+1生成三維模具模型，在三維模具模型與纖維樹脂復合材料構件原材料的基礎上建立熱壓固化成形仿真模型，在型面為Bi+1的模具的基礎上對纖維樹脂復合材料構件原材料進行熱壓固化成形模擬，得到纖維樹脂復合材料構件熱壓固化成形型面Si+1，計算纖維樹脂復合材料構件熱壓固化成形型面Si+1各點與纖維樹脂復合材料構件目標型面S0各點的成形誤差ui+1，判斷各點的成形誤差ui+1是否均小于或等于工程誤差允許的范圍ε，若是，則以纖維樹脂復合材料構件熱壓固化成形型面Si+1所對應的模具型面Bi+1作為最終計算機設計所要得到的模具目標型面，進入步驟5，若否，則令i＝i+1，返回步驟3；

5)用模具材料將所述計算機設計得到的模具目標型面制備成實體模具型面，對實體模具型面裝設模具框架支撐，形成實體模具，將纖維樹脂復合材料構件原材料置于實體模具上進行熱壓固化成形，得到實體纖維樹脂復合材料構件，根據實體纖維樹脂復合材料構件的型面與纖維樹脂復合材料構件目標型面S0之間的偏差，對實體模具進行至少一次實體修模，得到符合誤差要求的實體模具，進入步驟6；

6)用步驟5經實體修模后得到的實體模具對纖維樹脂復合材料構件原材料進行實體熱壓固化成形過程，實體熱壓固化成形過程中的條件與參數設置成與步驟1～4中的熱壓固化仿真模型一致，得到實體纖維樹脂復合材料構件產品。