热压罐成型是目前航空用先进复合材料构件的主要成型工艺之一。复合材料构件在热压罐成型过程中产生的变形是影响其成型精度的主要原因。现有的解决方法是在大量实验的基础上,对固化工艺进行反复调整和对模具型面进行反复试凑或修正完成的,这样不可避免地产生加工迭代,降低生产效率、提高成本。本文采用有限元数值分析方法,研究复合材料构件在热压罐成型过程中的温度场分布,通过对复合材料构件变形的有限元预测,提出基于节点变形的型面补偿算法,所取得的主要成果如下:(1)分析复合材料构件热压罐成型过程中的传热路径和传热规律,通过内热源的方式将固化反应动力学方程引入到Fourier’s热传导方程中,采用有限元数值分析方法,并根据复合材料在不同固化状态下的材料属性,建立了其在热压罐成型过程中温度场分布的三维有限元模拟模型。(2)研究成型模具在热压罐成型过程中对复合材料构件固化变形的影响,并以此为基础,基于热变形的有限元分析理论,以及由温度场有限元模拟模型求解得到的节点温度数据,应用ABAQUS软件及其用户子程序,实现了复合材料构件热压罐成型的有限元变形预测。(3)根据复合材料构件热压罐成型有限元变形预测获得的节点变形数据,提出基于节点变形的型面补偿算法,从而为设计人员提供了一个参考量,使其能将构件的变形补偿纳入到成型模具型面的设计中,以成型中的反变形方式使最终成型的复合材料产品形状与期望的形状相一致,提高成型精度。以某飞机复合材料蒙皮构件为例,验证了本文温度场模拟模型、有限元变形预测和型面补偿算法的合理性和有效性。