仿真碳纤维预浸料自动铺丝工艺成型过程

仿真目的：模拟自动铺放工艺在平面模具上进行圆弧铺放时，碳纤维预浸料的褶皱状态。

1.仿真背景说明
自动铺放工艺是一种复合材料结构的制备工艺，常结合碳纤维单向带预浸料进行复材结构件制备。其中碳纤维预浸料是一种碳纤维单向带表面包覆一层树脂材料的复合材料，如图1所示，在自动铺丝机铺放预浸料过程中过程中，预浸料（tape）被热源加热（heat source）照射被加热，预浸料表面树脂升温具备粘性，碳纤维软化（模量降低），在压辊（compoction roller）的作用下粘结在模具表面。

图1自动铺丝过程中预浸料工况说明
2.预浸料褶皱变形说明
预浸料褶皱变形，常指的是平外面褶皱变形，如图2所示，由于预浸料局部应变不能被本身变形所吸收，因此变形堆积形成面外褶皱缺陷。

图2预浸料平面铺放产生面外褶皱变形的示意图

图3碳纤维预浸料面外褶皱细观图
3.预浸料形成褶皱缺陷的条件
当铺放路径为直线时，碳纤维预浸料在压辊及热源作用下，表面树脂升温具备粘性，粘接在模具表面，预浸料均匀受力，不容易产生褶皱。当铺放轨迹为曲线的时候，预浸料受力不均匀，出现铺放曲线内测局部应变不能被本身