封闭式及旋转式碳纤维复合部件的模具磨损补偿：数值模拟与实验

《Polymer Composites》：Mold Compensation of Enclosed and Rotational Carbon Fiber Composite Parts: Numerical Simulation and Experiment

针对碳纤维复合材料复合部件固化变形问题，提出全局网格补偿方法，结合迭代最近点算法解决坐标系偏移，仿真和实验验证显示最大变形减少69.4%。

　　

摘要

在碳纤维增强聚合物（CFRP）复合部件的制造过程中，固化引起的变形（CID）是一个重大挑战，尤其是在生产高精度部件时。虽然模具补偿技术已被广泛用于C形或V形等相对简单的几何形状部件，但其应用于更复杂的结构（尤其是封闭式、旋转结构）的适用性仍缺乏充分研究。这些复杂结构的CID行为给有效的模具补偿带来了巨大困难。本研究提出了一种针对封闭式和旋转式CFRP部件的全局网格基模具补偿策略。全局网格基补偿（GMC）方法是一种全局偏差校正技术，通过全局补偿因子k实现对每个网格节点的精确和连续调整。为了解决在这些几何形状部件进行补偿时坐标系参考点漂移的问题，GMC框架中集成了一种迭代最近点算法。通过对多种代表性配置进行数值模拟和模具补偿实验，发现CID显著降低。进一步在进气部件上的实验验证证明了该方法的有效性：与未经补偿的模具相比，最大CID减少了69.4%。研究结果证实，所提出的基于网格的补偿方法是一种稳健、准确且实用的解决方案，适用于高精度封闭式和旋转式CFRP部件的制造。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。