ИСТИНА

Проводится теоретическое сравнение известных механических моделей, служащих для описания процесса отверждения композита с термореактивным связующим. Демонстрируется аппроксимация экспериментальной зависимости модуля упругости связующего от температуры в различных моделях. Определяющие соотношения моделей CHILE и Сванберга реализованы в виде собственных вычислительных модулей для пакета конечно-элементного анализа. Выполнено моделирование отверждения участка композиционного лонжерона с учетом тела оснастки. Необходимые свойства композита получены с помощью метода осреднения. Особенностью проведенного моделирования является учет механического и теплового контакта между изделием и оснасткой с изменением состояния контакта в процессе решения. Предложена модель механического взаимодействия, рассматривающая переход от проскальзывания к прилипанию в момент гелирования связующего. Моделирование нахождения заготовки в печи осуществлено заданием условий конвекции на суммарной свободной поверхности оснастки и изделия. Для рассматриваемого цикла отверждения получена зависимость относительной ошибки решения от величины используемого шага по времени. На основании нее произведен выбор оптимального значения шага с целью минимизации вычислительных затрат и сохранения приемлемой точности решения. Необходимость данного исследования обусловлена большой длительностью моделируемого процесса. Приведены результаты численного моделирования отверждения участка композиционного лонжерона на оснастках из стали, инвара, алюминия и композита. Получены и проанализированы различные виды возникающих отклонений моделируемой конструкции от заданной формы. Показано, что данные отклонения обусловлены как усадкой связующего в процессе полимеризации, так и эффектом теплового расширения оснастки, который при этом существенно сказывается на качестве изготавливаемого композита. Для материалов оснастки с большими коэффициентами теплового расширения были получены более сильные искажения формы готовой конструкции по сравнению с материалами с малыми коэффициентами теплового расширения. Показано, что оснастки из инвара и композита показывают лучший результат с точки зрения качества производимого на них изделия.