CRTM成型填充過(guò)程建模和數(shù)值模擬.pdf

1、壓縮樹(shù)脂傳遞模塑（CRTM）是樹(shù)脂傳遞模塑(RTM)成型發(fā)展而來(lái)的一種先進(jìn)液體復(fù)合材料成型，其特征是充填過(guò)程中樹(shù)脂既在厚度方向流動(dòng)，又在平面內(nèi)流動(dòng)。該成型與RTM成型相比可以明顯減少填充時(shí)間，增加纖維含量，改善制品的質(zhì)量。通過(guò)填充過(guò)程的數(shù)值模擬可以分析各個(gè)參數(shù)在成型過(guò)程中的影響，從而對(duì)填充工藝進(jìn)行優(yōu)化，減少試模次數(shù)。
　　本文針對(duì)產(chǎn)品形狀分別建立了一維CRTM成型模型和二維CRTM成型模型，導(dǎo)出了一維成型中注射壓力、鎖模力等物理量

2、的解析表達(dá)式，研究了二維成型的數(shù)值計(jì)算方法，開(kāi)發(fā)了模擬程序。取得的主要成果:
　　1)根據(jù)多孔介質(zhì)內(nèi)流動(dòng)的Darcy定律和不和壓縮流體的質(zhì)量守恒原理，建立了等溫過(guò)程的一維填充控制方程和相應(yīng)的邊界條件，運(yùn)用分部積分方法導(dǎo)出了壓力場(chǎng)、速率場(chǎng)、流動(dòng)前沿、鎖模力及充填時(shí)間等物理量的解析表達(dá)式。模擬結(jié)果表明與傳統(tǒng)的RTM相比CRTM成型可以明顯減少填充時(shí)間。
　　2)建立了二維CRTM成型填充過(guò)程的理論模型，運(yùn)用高斯積分原理導(dǎo)出了相應(yīng)

3、的變分方程，建立了有限元求解壓力場(chǎng)及控制體積法模擬流動(dòng)前沿的數(shù)值計(jì)算方法，開(kāi)發(fā)了模擬程序，模擬結(jié)果與文獻(xiàn)上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合。
　　3)利用PAM-RTM軟件對(duì)等溫條件下蓋板的填充過(guò)程進(jìn)行模擬，分析了注射位置、出膠口位置和壓縮速度等加工參數(shù)對(duì)填充時(shí)間，鎖模力影響，優(yōu)化了出膠口位置和壓縮速度。模擬結(jié)果表明相同制品RTM成型所需填充時(shí)間比CRTM長(zhǎng)，面積相同的制品兩種方法模擬結(jié)果接近。
　　本文工作可以為復(fù)合材料制品成型及模具設(shè)