基于树脂流动的变截面复合材料结构固化过程热-流-固多场强耦合数值仿真

在考虑树脂流动对固化温度场影响的基础上,将树脂流动引入经典热-化学模型,并在考虑了固化过程材料性能时变特性条件下,建立了复合材料热-流-固多场强耦合有限元模型。通过对比文献中未考虑树脂流动对温度场的影响,本文所建模型温度场较实际结果的最大温差更低,厚度密实精度更高,模型可靠性更好。基于所建热-流-固强耦合有限元模型,对变截面复合材料结构固化过程进行数值仿真。研究发现,变截面复合材料结构较厚区域存在明显温度场、固化度场及树脂流场分布梯度,纤维体积分数分布不均性较大,这与结构不同区域的厚度、固化过程温度传递滞后及局部树脂流动受固化效应不同步产生的影响有关。变截面复合材料结构厚度由3.52mm增加至42.24mm,截面最大温差由0.3℃增加到34.3℃,纤维体积分数分布不均匀性由0.1%增加到1.3%。

电磁轨道发射装置电磁热力强耦合计算及分析

针对电磁轨道发射过程中电磁热力多物理场强耦合的计算问题,利用毕奥-沙伐定律推导了电枢和轨道的磁感应强度计算公式,建立其三维瞬态电磁场数值模型并进行求解,在此基础上求解发射过程中枢轨的瞬态电磁力。从摩擦系数瞬态变化的角度考虑轨道电阻焦耳热和滑动摩擦热共同对枢轨瞬态温升的影响;从枢轨材料非线性变化及接触压力瞬态特性的角度考虑了枢轨的应力分布情况,从而建立了动态发射状态下的电磁场-温度场-力场的三维强耦合计算模型并同时进行分析。结果表明:枢轨的电流密度、磁感应强度、温升和热应力集中分布在电枢喉部及枢轨接触面区域。强耦合计算能够获取发射过程中的实时物理量参数,为材料进一步设计制造和系统可靠性预测奠定基础。