1、复 合 材 料 科 学 与 工 程：.三 维 有 限 元 模 拟 大 长 径 比 闭 口 梁 的 固 化 过 程 及 其 变 形 预 测万 君，张 杰，沈 艳 彬，沙 惠 萍，雷 祖 祥（.上 海 伽 材 新 材 料 科 技 有 限 公 司，上 海；.中 国 航 空 工 业 昌 河 飞 机 工 业（集 团）有 限 责 任 公 司，景 德 镇；.华 东 交 通 大 学，南 昌）摘 要：大 长 径 比 闭 口 梁 因 具 有 变 截 面 特 性 导 致 其 固 化 过 程 往 往 较 难 预 测。本 研 究 通 过 构 建 热 固 化、流 动 压 实、应 力 变形 耦 合 的 控 制 方 程 建
2、立 了 有 限 元 模 型，计 算 了 一 体 式 大 长 径 比 闭 口 截 面 复 合 材 料 梁 的 固 化 过 程，并 基 于 模 拟 结 果 优 化 主 梁 成型 模 具 的 设 计 及 制 造。通 过 对 比 缩 比 件 样 品 与 模 拟 的 结 果 发 现 全 尺 寸 主 梁 外 形 面 的 仿 真 结 果 与 实 际 形 变 量 的 平 均 误 差 为，最 大 计 算 误 差 为，验 证 了 模 型 的 准 确 性。该 模 型 可 以 为 构 件 模 具 的 预 变 形 设 计 提 供 依 据，实 现 基 于 回 弹 变 形 补 偿 技术 的 一 体 式 大 长 径 比 闭
3、口 复 合 材 料 梁 的 精 确 成 型。关 键 词：复 合 材 料；闭 口 变 截 面 梁；大 长 径 比；变 形 预 测中 图 分 类 号：文 献 标 识 码：文 章 编 号：（），（.，；.（），；.，）：，：；收 稿 日 期：基 金 项 目：江 西 省 青 年 科 学 基 金 资 助 项 目作 者 简 介：万 君（），男，学 士，主 要 从 事 复 合 材 料 轻 量 化 应 用 方 面 的 研 究。通 讯 作 者：雷 祖 祥（），男，博 士，教 授，主 要 从 事 碳 纤 维 复 合 材 料 力 学 性 能 方 面 的 研 究，.。复 合 材 料 已 经 在 航 空 航 天、工 业
4、 机 械、轨 道 交 通等 领 域 中 获 得 了 广 泛 的 应 用。由 于 其 具 有 高 比 强 度和 高 比 模 量、更 高 的 设 计 自 由 度 和 可 整 体 成 型 等 许多 优 势，相 比 常 规 的 金 属 结 构，将 复 合 材 料 运 用 于 结构 设 计 中，可 实 现 减 重。细 长 梁 是 工 程 应 用 中 常 见 的 一 种 结 构。当 梁 作为 承 力 构 件 时，通 常 主 要 承 受 拉 伸 载 荷 和 弯 矩 载 荷。但 对 于 部 分 特 殊 结 构，梁 还 需 要 作 为 传 递 扭 矩 的 主要 元 件。复 合 材 料 开 口 截 面 梁 结 构 简 单，一 般 采 用单 面 模 具 结 合 热 压 罐 成 型。复 合 材 料 开 口 截 面 梁 工艺 方 便，制 造 质 量 易 于 保 证，因 而 在 复 合 材 料 设 计 中十 分 常 见。但 是，开 口 截 面 梁 结 构 的 抗 扭 刚 度 偏 低。而 闭 口 截 面 梁，因 其 闭 口 结 构 形 成 了 抗 扭 盒，有 更 好的 抗 扭 刚 度，可 以 充 当 传 递 扭 矩 的 主 要 元 件。然 而，年 第 期
