Validation of a smoothed particle hydrodynamics model for a highly aligned discontinuous fibre composites manufacturing process
Validation of a smoothed particle hydrodynamics model for a highly aligned discontinuous fibre composites manufacturing process
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验证高度对准的不连续纤维复合材料制造过程的平滑粒子流体动力学模型
DOI：
10.1016/j.compscitech.2020.108152
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发表时间：
2020
影响因子：
9.1
通讯作者：
Huntley S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Huntley S
这项工作提出了一个不连续纤维复合材料制造过程的计算模型。这种新工艺的对准机制称为高性能不连续纤维(HiPerDiF)方法，涉及高度耦合的流固耦合作用。将长度在几毫米左右的纤维放入水悬浮液中，在两个平行板之间喷雾，然后沉积在移动的皮带上，制成一条排列整齐的不连续纤维带。这项技术可以作为复合材料回收过程的一部分，通过确保高水平的对准，将回收纤维再制造成有价值的回收复合材料原料。为了使这一过程工业化，必须在保持高水平对准的同时增加产量。这项工作旨在通过使用光滑粒子流体动力学(SPH)对取向机制进行建模来帮助这一发展。通过与实验的比较表明，SPH模型较好地模拟了这一过程，并捕捉到了影响纤维排列的影响因素。
This work presents a computational model for a discontinuous fibre composite manufacturing process. The alignment mechanism of this novel process, called the High Performance Discontinuous Fibre (HiPerDiF) method, involves highly coupled fluid-structure interactions. Fibres with a length on the order of a few millimetres are placed in a water suspension, sprayed between two parallel plates and deposited on a moving belt to make an aligned discontinuous fibre tape. This technology can be used as part of a composites recycling process to remanufacture reclaimed fibres into valuable recycled composite feedstock by ensuring a high level of alignment. In order to industrialise this process, the throughput must be increased whilst maintaining the high level of alignment. This work aims to assist this development by modelling the alignment mechanism using smoothed particle hydrodynamics (SPH). It is shown through comparison to experiments that SPH models the process well and captures the influences affecting fibre alignment.
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