玻璃鋼拉擠成型過程中其固化度和溫度變化為強(qiáng)耦合關(guān)系。根據(jù)固化動力學(xué)和傳熱學(xué)理論，建立了非穩(wěn)態(tài)溫度場與固化動力學(xué)數(shù)學(xué)模型。通過示差掃描量熱實驗計算出模型中固化動力學(xué)參數(shù)。采用有限元與有限差分相結(jié)合的方法，依據(jù)AN SYS求解耦合場的間接耦合法編制了計算程序，對拉擠工藝不同工況玻璃鋼非穩(wěn)態(tài)溫度場和固化度進(jìn)行數(shù)值模擬。采用特殊設(shè)計制作的鋁毛細(xì)管封裝的布拉格光柵光纖傳感器屏蔽了荷載效應(yīng)應(yīng)變干擾，對玻璃鋼溫度場進(jìn)行實時檢測：采用索氏萃取實驗測定玻璃鋼制品固化度。實驗表明，模擬與實驗結(jié)果基本吻合。為避開繁多試湊性實驗而進(jìn)行工藝過程優(yōu)化提供理論依據(jù)。

      玻璃鋼拉擠成型工藝是將連續(xù)玻璃纖維進(jìn)行樹脂浸漬后，通過具有特定截面形狀的模具和固化爐，連續(xù)固化成型，最后截斷成所需長度。拉擠工藝具有可生產(chǎn)任意長度的異型截面制品、工藝過程連續(xù)、生產(chǎn)率和原材料利用率高等特點。其制品縱向比強(qiáng)度比模量高，在航空航天、建筑、橋梁、石化、體育等方面得到了廣泛應(yīng)用。拉擠工藝的增長率在近十年來一直位于國內(nèi)外玻璃鋼各種成型工藝的前列。

      目前玻璃鋼拉擠工藝參數(shù)（加熱溫度、牽引速度等）是根據(jù)經(jīng)驗或‘鋱湊性試驗’確定。試驗周期長、耗資費力，且科學(xué)性不足。優(yōu)化拉擠工藝對提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，以及降低能耗至關(guān)重要。對拉擠工藝過程進(jìn)行計算機(jī)數(shù)值模擬，可為工藝過程優(yōu)化提供理論依據(jù)，而且經(jīng)濟(jì)快捷。

      玻璃鋼拉擠過程是動態(tài)連續(xù)的，包括熱傳導(dǎo)和固化反應(yīng)兩種過程。由于固化動力學(xué)方程中含有溫度變量，求固化度時要求溫度已知；而熱傳導(dǎo)過程中內(nèi)熱源（固化反應(yīng)放熱）又是固化度的函數(shù)，求溫度時又要求固化度已知。因此，玻璃鋼在拉擠過程中固化度與溫度間是一種強(qiáng)耦合關(guān)系，使求解變得復(fù)雜困難。本文根據(jù)固化動力學(xué)和熱傳導(dǎo)理論，建立了非穩(wěn)態(tài)溫度場與固化度動力學(xué)模型。通過差示掃描量熱(D SC)實驗得出樹脂固化動力學(xué)參數(shù)。運用有限元與有限差分相結(jié)合的方法，依據(jù)AN SYS求解耦合場的間接耦合法，編制了計算程序，對拉擠工藝過程不同工況玻璃鋼非穩(wěn)態(tài)溫度場和固化度進(jìn)行數(shù)值模擬。采用專門設(shè)計制作的鋁毛細(xì)管封裝的布拉格光柵光纖(FB G)傳感器對玻璃鋼內(nèi)部非穩(wěn)態(tài)溫度場進(jìn)行實時動態(tài)檢測，并根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)CB2576-89采用索氏萃取實驗測定玻璃鋼制品固化度。模擬結(jié)果與實驗結(jié)果基本吻合。為取代傳統(tǒng)試湊性試驗優(yōu)化玻璃鋼拉擠工藝提供了科學(xué)快捷的理論依據(jù)。

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