聚合物基复合材料模压成型过程固化度与非稳态温度场的数值模拟

      聚合物基复合材料模压成型过程固化度与温度的动态变化为强耦合关系。本文作者根据固化动力学和传热学理论，建立了非稳态温度场与固化动力学数学模型。通过DSC实验分析确定模型中固化动力学参数。利用有限单元与有限差分相结合的方法，建立了温度场和固化度数值模型。应用Euler逐步迭代法实现解耦。对聚合物基复合材料模压成型过程固化度与非稳态温度场动态变化进行计算机数值模拟，与试验测定结果吻合。为优化模压成型工艺提供理论依据。

      聚合物基复合材料模压制品是经高温高压固化成型的。现在工业生产模压工艺参数是据试验或经验制定的。试验周期长，耗资费力，或科学性不足。优化模压工艺（如模压温度、时间）对提高产品质量和生产率，降低能耗是至关重要的。对聚合物基复合材料模压制品的固化过程进行数值模拟，预测其动态变化，可为优化模压工艺提供理论依据，且经济快捷有效。但是，由于固化动力学方程中含有温度变量，求固化度时要求温度己知：而热传导方程中内热源（固化反应放热）又是固化度的函数，求温度时又要求固化度己知。因此，聚合物基体在模压过程中固化度与温度间是一种强耦合关系。使求解变得复杂和困难。本文作者根据固化动力学和热传导理论，建立了非稳态温度场和固化动力学数学模型。通过DSC试验分析确定了模型中的固化动力学参数。利用有限单元与有限差分相结合的方法，建立了温度场和固化度数值模型。应用Euler逐步迭代法实现解耦"1。在此基础上编制了计算机程序，对聚合物基复合材料SM C(Sheet Molding Compound)模压过程温度场与固化度动态变化进行数值模拟，与试验测定结果是吻合的。

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