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热塑性复合材料自动铺放过程中红外加热技术研究

论文摘要

为保证热塑性预浸料树脂基体在自动铺放(automated fiber placement, AFP)过程中充分熔融,实现热塑性复合材料(thermoplastic composites,TPC)逐层"原位固结"成型,自动铺放成型过程中需精确控制预浸料的加热温度。针对自动铺放过程中铺放速率会在较大范围内变动的特点,本工作提出一种高速率响应的红外线辐射加热技术。通过对红外热源与铺层间能量传输过程的分析,提出红外加热过程中动态恒温控制方程,建立热源辐射强度与铺放速率之间的匹配关系。基于热塑性复合材料自动铺放实验平台,构建红外加热恒温控制系统,该系统采用前馈控制方式,根据动态恒温控制方程,制定相应控制策略,实现对预浸料加热过程中温度的精确控制。实验结果表明自动铺放过程中使用红外加热恒温控制系统满足变速工况下恒温加热要求,且铺放成型实验件的压缩强度及层间剪切强度均接近模压成型实验件。

论文目录

  • 1 TPC自动铺放红外加热系统的研究
  •   1.1 红外灯辐射理论
  •   1.2 自动铺放过程中动态恒温控制方程
  • 2 红外加热动态恒温控制策略
  •   2.1 铺放速率的获取
  •   2.2 加热功率的调节
  • 3 实验验证与分析
  • 4 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 宋清华,刘卫平,肖军,陈萍,杨洋,陈吉平

    关键词: 热塑性复合材料,自动铺放,红外加热,前馈控制,原位固结

    来源: 材料工程 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 上海飞机制造有限公司,南京航空航天大学材料科学与技术学院

    基金: 上海飞机制造有限公司创新基金(F-CXKT-0155),上海自然科学基金(17ZR14118001)

    分类号: V261

    页码: 77-83

    总页数: 7

    文件大小: 2091K

    下载量: 328

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/cdd935f11de5fdf86ca57c5d.html