【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料固化成型相关，更具体地，涉及一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法及系统。
技术介绍
1、复合材料具有高比强度、耐腐蚀、抗疲劳等优点，广泛应用于航天航空等领域。孔隙是复合材料成型过程中的常见缺陷，影响复合材料强度及使用寿命等属性，制约了复合材料进一步的发展及应用。
2、目前减小复合材料孔隙率的主流方法为重复试验试错法，通过进行正交试验，分析压力、温度、抽真空度等因素与最终复合材料构件孔隙率的关系。但上述方法存在如下问题：1)时间成本高，能源材料消耗大；2)仅针对单一材料体系，普适性差；3)对孔隙成形过程解析不足，难以准确定量分析孔隙率与各因素的关系。
3、通过理论建模及仿真分析以控制孔隙率的方法可避免上述问题，但针对复合材料孔隙演变过程建模的研究稀缺，现有的孔隙控制理论仅考虑水蒸气挥发分压的影响，忽略了其他挥发物。因此，亟需一种针对多气体来源的复合材料孔隙缺陷优化的方法。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法及系统，解决对复合物固化成型中多种挥发物的情况下无法进行的孔隙缺陷优化的问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法，该方法包括下列步骤：
3、确定该复合材料固化过程中的挥发物的种类、挥发物的材料参数和复合材料的固化动力学方程；
4、构建单一挥发物的孔
5、利用所述固化动力学方程对复合材料的固化过程进行仿真，获得复合物材料固化过程中的温度曲线和固化度曲线；
6、利用所述总孔隙平衡生长模型计算在实际固化压力p实下复合材料的实际固化温度t实，结合所述温度曲线和固化度曲线计算在实际固化温度下达到预设固化度所需的固化时间t实；
7、由此确定复合材料成型中孔隙最优的条件为：
8、当实际固化压力p实小于等于所述临界固化压力p临时，在实际固化温度t实以下进行固化且固化时间大于达到预设固化度所需固化时间t实时，复合材料成型过程中孔隙最少。
9、进一步优选地，所述复合材料成型中孔隙最优的条件中，当实际固化压力p实大于所述临界固化压力p临时，复合材料成型过程中孔隙也最少。
10、进一步优选地，所述固化动力学方程通过dsc测试的方法构建。
11、进一步优选地，所述挥发物的种类、挥发物的材料参数通过采用气质联用仪对复合材料进行分析获得。
12、进一步优选地，所述挥发物的材料参数包括挥发物的蒸汽焓变、蒸汽温度和蒸汽压力。
13、进一步优选地，所述单一挥发物的孔隙平衡生长模型如下：
14、
15、其中，p为临界压力；p0和t0分别是挥发成分的蒸汽压力和蒸汽温度；δhvap为蒸汽焓变；rh0为挥发成分相对湿度；t为实际温度。
16、进一步优选地，所述总孔隙平衡生长模型如下：
17、p总＝∑pi
18、其中，p总是总临界压力，pi是第i个挥发物的临界压力。
19、按照本专利技术的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储优计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法。
20、按照本专利技术的又一个方面，提供了一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化系统，该系统包括执行器，该执行器用于执行上述所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法。
21、按照本专利技术的再一个方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，该计算机程序或指令被处理器执行时实现上述所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法。
22、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备下列有益效果：
23、1.本专利技术通过建立针对多挥发物的孔隙平衡生长模型，推导一定外压情况下抑制孔隙生长的临界温度条件，并结合复合材料固化成型仿真，得出该温度条件下保温时间，在优化后的温度曲线下固化复合材料，其孔隙率最低以此解决复合物固化成型中多种挥发物的情况下无法进行的孔隙缺陷优化的问题。
24、2.本专利技术通过构建单一挥发物的孔隙平衡生长模型，然后再利用单一的生长模型获得所有挥发物的总孔隙平衡生长模型，能够描述复合材料成型过程中多挥发物孔隙生长机理，并计算抑制孔隙生长的临界压力及临界温度等条件，为复合材料成型孔隙控制提供理论依据。
25、3.本专利技术提出多挥发物孔隙平衡生长模型与复合材料固化成型仿真耦合方法，通过孔隙理论模型获取抑制孔隙生长的临界温度，该温度作为仿真模型边界条件以获取相应固化度曲线，有利于将孔隙平衡生长的理论模型与实际复合材料成型工艺紧密结合，为复合材料固化成型工艺设计提供全新角度及合理参考，相比于以积累经验为核心的反复实验法，该方法成本更低、效率更高。
26、4.本专利技术基于理论模型及成型仿真耦合方法，针对多挥发物孔隙的问题对复合材料固化成型温度制度曲线进行优化设计，通过优化后的固化工艺曲线，能够有效降低固化成品孔隙率，从而实现复合材料构件高质量稳定制造。
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1.一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
2.如权利要求1所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法，其特征在于，所述复合材料成型中孔隙最优的条件中，当实际固化压力P实大于所述临界固化压力P临时，复合材料成型过程中孔隙也最少。
3.如权利要求1或2所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法，其特征在于，所述固化动力学方程通过DSC测试的方法构建。
4.如权利要求1或2所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法，其特征在于，所述挥发物的种类、挥发物的材料参数通过采用气质联用仪对复合材料进行分析获得。
5.如权利要求1或2所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法，其特征在于，所述挥发物的材料参数包括挥发物的蒸汽焓变、蒸汽温度和蒸汽压力。
6.如权利要求1所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法，其特征在于，所述单一挥发物的孔隙平衡生长模型如下：
7.如权利要求6所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法，其
8.一种计算机可读存储介质，其上存储优计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法。
9.一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化系统，其特征在于，该系统包括执行器，该执行器用于执行权利要求1-7任一项所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，其特征在于，该计算机程序或指令被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法。
...【技术特征摘要】
1.一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
2.如权利要求1所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法，其特征在于，所述复合材料成型中孔隙最优的条件中，当实际固化压力p实大于所述临界固化压力p临时，复合材料成型过程中孔隙也最少。
3.如权利要求1或2所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法，其特征在于，所述固化动力学方程通过dsc测试的方法构建。
4.如权利要求1或2所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法，其特征在于，所述挥发物的种类、挥发物的材料参数通过采用气质联用仪对复合材料进行分析获得。
5.如权利要求1或2所述的一种含多挥发物的复合材料成形中孔隙缺陷优化方法，其特征在于，所述挥发物的材料参数包括挥发物的蒸汽焓变、蒸汽温度和蒸汽压力。
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【专利技术属性】
技术研发人员：周何乐子，周华民，方俊文，于雅琳，石玉红，杨帆，左小彪，莫申忠，黄志高，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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