三维机织复合材料残余应力/应变多尺度分析及工艺参数优化

来源：复合材料学报杂志2021年第4期北京时间：

作者：王琦, 蒋秋梅, 杨旭锋, 任明法,

摘要：为预测三维机织复合材料工艺引入的残余应力/应变，提出工艺制度优化方案，建立了一种工艺过程分析的多尺度模型。通过建立纤维尺度及纱线尺度代表体元(RVE)，计算了成型过程中纤维纱线及三维机织复合材料的模量演化历程。考虑固化过程中树脂的化学收缩效应，在纱线尺度上开展热-化学-力学耦合分析，预测了细观残余应力-应变及其演化规律。采用三维机织技术，实现了光纤布拉格光栅传感器(FBG)在三维机织预制体中的预埋，并对其树脂传递模塑(RTM)成型过程中的温度、应变历程进行监测，试验结果验证了有限元模型的准确性。采用基于空间信息、误差信息和优化结果的三种序列采样方法，建立了工艺过程分析代理模型，并开展工艺参数优化设计，结果显示采用优化后的工艺参数，残余应变降低了15.4%，工艺周期缩短了10.6%。

关键词：三维机织复合材料, 多尺度, 残余应力, 代理模型, 优化设计,