飞机复合材料构件热压罐成型温度场分析技术

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结合“十一五”国家科技支撑项目和航空企业的实际需求,针对大型飞机复合材料构件热压罐成型过程中热均匀性差、温度场变化复杂等问题,对复材构件热压罐成型温度场分析技术做了深入研究,论文的主要成果如下:(1)研究了复材构件热压罐成型温度场分析的前处理方法。针对热压罐工作原理和计算流体动力学分析的前处理要求,总结了热压罐模型简化方法。权衡温度场分析精度和分析效率,归纳了热压罐温度场分析网格划分方法。(2)建立了复材构件热压罐成型温度场分析模型。研究了热压罐成型过中传热路径和传热方式,综合考虑多种因素,经过多次模拟迭代,归纳了分析流程和参数设置。设计了实验方案,将温度场模拟值与实测值进行对比分析,验证了该分析模型的精度。(3)提出了一种高效的热压罐温度场分析方法。研究了复材构件热压罐成型过程中温差变化规律,并以此为基础简化了分析过程,通过判断并行加速比和并行效率,优化并行计算方案,大大提高了分析效率。(4)基于HYPERMESH前处理系统和FLUENT计算流体动力学系统,实现了温度场分析技术。该技术已在某大型航空企业中得到了良好应用。
摘要第4-5页
Abstract第5页
第一章 绪论第11-18页
    1.1 引言第11页
    1.2 热压罐成型温度场分析技术的特点和难点第11-12页
    1.3 国内外研究现状第12-16页
        1.3.1 复合材料构件温度场第12-14页
        1.3.2 热压罐温度场第14页
        1.3.3 成型工装温度场第14-15页
        1.3.4 常用的计算流体动力学软件第15-16页
    1.4 课题来源及论文主要内容章节安排第16-18页
第二章 温度场分析模型前处理第18-29页
    2.1 引言第18页
    2.2 热压罐成型工艺的物理模型建立第18-22页
        2.2.1 热压罐物理模型建立第18-21页
        2.2.2 复合材料成型工装模型建立第21-22页
    2.3 基于计算精度与效率的网格划分第22-27页
        2.3.1 物理模型几何清理第22-23页
        2.3.2 网格单元类型选择第23-24页
        2.3.3 网格密度及划分方法确定第24-27页
    2.4 网格质量评估第27页
    2.5 本章小结第27-29页
第三章 温度场分析模型建立第29-47页
    3.1 引言第29页
    3.2 热压罐成型工艺过程传热分析第29页
    3.3 温度场分析模型建立第29-38页
        3.3.1 求解器的定义第30-31页
        3.3.2 计算格式的选择第31-32页
        3.3.3 计算模型定义第32-36页
        3.3.4 材料性质定义第36-37页
        3.3.5 边界条件定义第37-38页
        3.3.6 求解控制参数定义第38页
    3.4 温度场分析模型验证第38-46页
        3.4.1 温度场分析模型验证方案第38-40页
        3.4.2 实验验证与结果分析第40-46页
    3.5 本章小结第46-47页
第四章 温度场分析效率控制第47-58页
    4.1 引言第47页
    4.2 基于温差的温度场分析过程控制第47-53页
        4.2.1 温差对复合材料构件的影响第47-48页
        4.2.2 温差极值点分析第48-52页
        4.2.3 基于温差的分析过程控制第52-53页
    4.3 温度场分析并行计算第53-57页
        4.3.1 并行计算实现第53-54页
        4.3.2 并行方案优化第54-57页
    4.4 本章小结第57-58页
第五章 温度场分析系统实现第58-64页
    5.1 引言第58页
    5.2 系统实现工具第58页
        5.2.1 HYPERMESH 系统简介第58页
        5.2.2 FLUENT 系统简介第58页
    5.3 系统实现第58-63页
        5.3.1 温度场分析模型前处理第59-61页
        5.3.2 温度场分析模型建立与运行实例第61-63页
    5.4 本章小结第63-64页
第六章 总结与展望第64-65页
    6.1 总结第64页
    6.2 展望第64-65页
参考文献第65-69页
致谢第69-70页
在学期间的研究成果及发表的学术论文第70页
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