[发明专利]碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法及装置

说明书

本发明实施例涉及一种碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法和装置，包括：确定高精度碳纤维复合材料反射面结构；基于所述高精度碳纤维复合材料反射面结构，构建与该高精度碳纤维复合材料反射面结构匹配的成型模具的模型；基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程。由于本申请可以得到精确的修正模具方程，并根据修正模具方程修正模具，使得修正后的模具可以克服热变形的影响，保证了高温固化成型后的碳纤维复合材料反射面结构的精度。

技术领域

本发明实施例涉及热力学领域，尤其涉及一种碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法及装置。

背景技术

树脂基碳纤维复合材料(CFRP)具有质量轻、比模量高、比强度高、耐腐蚀、热膨胀系数小等优异的性能，是制作高精度天线结构的理想材料。由于复合材料成型采用热压罐工艺，而CFRP的热膨胀系数与模具材料的热膨胀系数不匹配，高温固化成型后天线的精度受到很大影响。

为了减少热变形，在现有技术中，可选择与CFRP热膨胀系数接近的材料制作模具，如低膨胀陶瓷、Invar合金、石墨或复合材料等，但以上材料存在造价昂贵、成型困难或加工性欠佳等缺点。

发明内容

鉴于此，为解决上述技术问题或部分技术问题，本发明实施例提供一种碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供一种碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法，所述方法包括：

确定高精度碳纤维复合材料反射面结构；

基于所述高精度碳纤维复合材料反射面结构，构建与该高精度碳纤维复合材料反射面结构匹配的成型模具的模型；

基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程。

在一个可能的实施方式中，所述基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程，包括：

对所述成型模具进行有限元计算，得到位移云图；

计算所述位移云图中指定曲线/面上的每个点的坐标；

基于所述位移云图中指定曲线/面上的每个点的坐标，对各点进行拟合，得到该成型模具的候选修正模具方程；

对所述候选修正模具方程进行校验，并在校验通过后，将该候选模具方程作为该成型模具的最终的修正模具方程。

在一种可选的实施方式中，所述对所述候选修正模具方程进行校验，包括：

基于所述候选成型模具的修正模具方程，构造修正模具模型；

通过有限元仿真过程变换，对所述修正模具模型进行逆过程仿真计算，确定逆过程计算的修正模具模型的尺寸；

若计算出的尺寸与所述成型模具的尺寸偏差小于预设阈值，则确定所述候选修正方程校验通过；

若计算出的尺寸与所述成型模具的尺寸偏差大于或等于预设阈值，则确定所述候选修正方程校验不通过。

在一种可选的实施方式中，所述基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程，包括：

确定与该成型模具匹配的二维曲线/三维曲面方程；

确定与该成型模具匹配的热弹性力学的基本方程；

确定与该成型模具匹配的热应变；

确定对成型模具进行变温处理后所产生的变形成型模具，并计算成型模具和变形成型模具上相同点的关系方程；

基于所述二维曲线/三维曲面方程、热弹性力学的基本方程、热应变和所述关系方程，计算该成型模具的修正模具方程。