[发明专利]一种树脂基复合材料多尺度耦合固化分析方法

权利要求书

1.一种树脂基复合材料多尺度耦合固化分析方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、根据树脂基复合材料的周期性微观结构特征建立树脂基复合材料的微观分析模型；

S2、根据均匀化理论对微观分析模型施加周期性边界条件，应用树脂固化动力学模型得到微观分析模型的固化特性，基于固化特性并应用树脂基复合材料的结构力学模型得到复合材料微观分析模型的力学特性；

S3、建立树脂基复合材料的宏观模型，将固化特性及力学特性作为属性赋予宏观模型；

S4、通过对宏观模型施加边界条件，使用有限元分析法得到固化分析结果；

在步骤S1中，选取用于表征树脂基复合材料的周期性微观结构特征的代表性体积单元，根据所选取的代表性体积单元建立相应的有限元分析模型，并采用周期性网格划分方法进行网格划分以得到微观有限元分析模型；

在步骤S2中，应用树脂固化动力学模型得到代表性体积单元中固化度和固化收缩应变，基于固化度和固化收缩应变利用结构力学模型得到复合材料微观分析模型的力学特性；

树脂固化动力学模型如下：

α为树脂的固化度，t为固化时间，T为树脂温度，A_i为指前因子，ΔE_i为树脂的活化能，R为气体常数，i＝1、2或3，m、l、n为材料常数；

树脂固化收缩模型如下：

为树脂体积固化收缩，为树脂体积固化收缩总和，α_c为树脂停止收缩时的树脂的固化度，B为常数，E为微调变量；

从而可得树脂的固化收缩应变为：

2.如权利要求1所述的树脂基复合材料多尺度耦合固化分析方法，其特征在于，树脂基复合材料包括但不限于热固性复合材料与热塑性复合材料。

3.如权利要求1所述的树脂基复合材料多尺度耦合固化分析方法，其特征在于，固化分析结果包含但不限于树脂基复合材料的固化过程温度、固化残余应力、固化变形。