湿压模塑成型中流动诱导纤维位移的数值预测研究

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湿压模塑成型（WCM）因其在成型过程中同时实现树脂浸润和织物成形，为连续纤维增强结构件的大规模生产提供了潜力。由于层板厚度主导的浸润特性，所需的型腔压力相对较低，具有显著的经济优势。实验和数值研究证明了物理机制之间存在强烈的相互依赖关系，特别是树脂流动（模具充填）与织物成形（铺层）之间的耦合，这与其他液体模塑工艺（LCM）类似。虽然这些依赖关系带来了接触改善、铺层和浸润能力提升等显著优势，但也可能导致流动诱导纤维位移等不利影响。为支持WCM工艺和制件开发，工艺仿真需要采用完全耦合方法，包括预测关键工艺效应的能力。本研究旨在验证宏观三维完全耦合工艺仿真方法的适用性，以预测WCM过程行为，包括流动诱导纤维位移。所开发的流体模型与适当的三维成形模型相叠加，该成形模型考虑了变形机制，包括非线性横向压实行为。采用Terzaghi定律强制的流固耦合（FSI）方法，以均质化方式评估孔隙UD-NCF纤维堆积体中的流动诱导纤维位移。相应地，局部变形被纳入压力场中考虑。所有本构方程均按有限应变下纤维变形进行表述。参数化研究结果强调了干态和浸润堆积体内接触条件的重要性。数值预测结果通过自有实验结果和文献中现有实验数据进行了基准对标和验证。

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