基于粘弹性本构模型的热固性树脂基复合材料固化变形数值仿真模型

一。背景介绍
热固性树脂基复合材料在制件成型过程中会产生残余应力，引起固化变形，从而增加装配和制造的难度，因此，合理预测预制件固化过程中的残余应力的发展具有重要意义。
早期的研究主要集中于弹性理论来研究复材的固化成型，现今，越来越多的文献考虑了树脂的固化放热以及材料的各向异性等因素的影响，发展了基于粘弹性模型的数值仿真计算方法，证明了粘弹性的结果固化变形量小于线弹性的结果，且树脂含量越高的复材，其粘弹性效果越明显。

RTM成型工艺示意图

二。粘弹性模型在Abaqus中的实现

本文作者在参考文献【1】的基础上，使用广义Maxwell粘弹性本构模型，联合编写了HETVAL、USDFLD、DISP、UMAT及UEXPAN子程序，在abaqus软件平台中实现了复材固化成型的仿真模拟，其基本编程思路如下图所示：

其中，最关键的粘弹性本构公式为：

参考上述公式和子程序的编写流程，可以完成上述模型。最后得到仿真Mises应力云图和S33云图如下：

得到的S33关于时间的曲线趋势如下所示：

该曲线结果和文献有出入，但是荣的文献中关于底数的取值有错误，亦即下列公式的底数应以e为底数，而不是10

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