飞机复合材料制件热压罐成型温度场模拟与改善方法

结合南京航空航天大学杰出人才培育基金项目及航空制造行业的重大实际需求，针对飞机复合材料制件热压罐成型过程中制件温度场均匀性差的难题，对复合材料制件热压罐成型中温度场分析模型和提高温度场均匀性的方法进行了研究，论文主要成果如下：1)建立了热压罐固化过程中复合材料制件温度场的分析模型。根据热压罐成型过程中的传热规律，考虑附面层网格划分、边界条件参数计算等建立了温度场有限元分析模型，提高了分析精度，从制件固化度、时间步长以及并行计算等方面，提高了分析效率。2)提出了在“温度低谷”区域添加加热器来提高温度场均匀性的方法。通过温度场模拟确定加热器的个数、安放位置，并求解各个加热器的功率密度，实现对“温度低谷”区域的热量补偿，提高制件温度场的均匀性。3)研究了提高厚截面复合材料制件温度场均匀性方法。通过改进固化工艺曲线，减小厚制件中心层和表面层的温差，抑制中心部位的温度过热；模拟了不同活化能情况下厚截面制件温度场的历程，分析了固化促进剂对制件温度场的影响。4)根据以上研究，基于Fluent平台开发了热压罐成型温度场分析系统。该系统已在某大型航空制造企业的复合材料制件热压罐固化成型中得到应用验证。