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自动铺纤中转向预浸料的褶皱形成及初始缺陷敏感性研究

Wrinkle Formation and Initial Defect Sensitivity of Steered Tow in Automated Fiber Placement

Meisam Kheradpisheh, Mehdi Hojjati · Concordia University
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期刊 / 来源Journal of Composites Science
卷/期/页5 / 11 / 295-295
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关键词:自动铺纤褶皱缺陷初始缺陷敏感性预浸料粘弹性临界转向半径有限差分法纤维增强复合材料

摘要整理

本文研究了自动铺纤(AFP)工艺中含初始缺陷的预浸料在转向过程中的褶皱形成机制。褶皱缺陷严重影响最终产品的力学性能,限制了AFP技术的应用范围。建立了褶皱形成的理论模型,采用Pasternak地基模型和Koiter缺陷模型分别表征预浸料粘性的粘弹性特性和预浸料的初始缺陷。初始缺陷定义为纤维束中面偏离水平面的微小偏差,由纤维束通过导向系统、压辊压力和树脂粘性共同作用产生。采用Galerkin方法结合有限差分法(FDM)求解褶皱问题方程,该方法能够完全满足褶皱问题的不同边界条件。数值结果表明,初始缺陷增大导致临界载荷降低,临界转向半径增大。通过实验验证了理论模型的有效性,模型预测的褶皱波长与实验结果吻合良好,能够准确捕捉褶皱形成的趋势和数值特征。该研究为优化AFP工艺参数、控制褶皱缺陷提供了理论依据。

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