非对称铺层层合板的热翘曲变形实验

实验简介：非对称铺层层合板由于各铺层沿同一方向上的热膨胀系数不同而导致温度变化时各铺层间存在残余热应力，从而导致层合板的翘曲变形。由于实验工序较多，过程较为复杂，且所需原材料消耗量大，实验设备数量有限，研发了非对称铺层层合板的热翘曲变形实验项目，以便于学生在进行真实实验之前就熟悉复合材料层合板的制备工艺流程，了解非对称铺层层合板热翘曲产生的原理，提高真实实验效率，降低实验成本。项目综合运用高级编程语言和flash技术，采用互动操作方式，形象直观地模拟非对称铺层层合板的热变形过程。

图1 ANSYS软件界面

图2 非对称铺层层合板的热变形过程参数设置

实验功能：实验系统提供0°、90°、+45°和-45°四种铺层角度和1~6个铺层数的选项，通过模型操控界面，学生可以自主选择铺层角度和铺层数量，并设置三档热变形温度，查看不同的铺层角度、温度下层合板热变形的大小。

实验效果：该虚拟仿真实验模拟了不同铺层角度、铺层数量、环境温度下层合板的热翘曲变形情况，虚拟试样变形逼真，现象明显，虚拟实验结果源自有限元分析数据。学生通过虚拟仿真实验，可以了解残余热应力的产生机理，掌握不同铺层对层合板热变形大小的影响规律。