Study on temperature field distribution state of carbon fiber reinforced polymer wound circular tube via electromagnetic induction heating

材料科学 电磁线圈 复合材料 感应加热 有限元法 加热元件 管(容器) 固化(化学) 碳纤维增强聚合物 结构工程 机械工程 电气工程 工程类 钢筋混凝土
作者
Yunfei Gu,Jiazhong Xu,Tianyu Fu,Hao Zhang
出处
期刊:Journal of Thermoplastic Composite Materials [SAGE Publishing]
标识
DOI:10.1177/08927057231225189
摘要

The variation of temperature fields during the winding process of CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) due to fiber winding is a key factor influencing its curing and shaping. Traditional heating methods result in energy wastage and environmental pollution during the heating process. Electromagnetic induction technology, as a non-contact, pollution-free, and efficient heating method, is playing an increasingly significant role in the process of heating and curing CFRP. This study focuses on two heating methods, internal and external, for CFRP wound circular tubes. It establishes finite element analysis models for induction heating with different coil structures. The heating mechanisms of different coil-induced CFRP wound circular tube models are explained, and the effects of external arc-shaped coils and external/internal annular coils on the temperature field distribution of CFRP wound circular tubes are investigated. By comparing simulations with experiments, the correctness of the numerical analysis model in this study is demonstrated. It offers viable heating methods for different conditions in industrial production, providing theoretical support and empirical data for the induction heating of CFRP wound circular tubes.
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