復(fù)合材料樹脂傳遞模塑工藝非飽和流動數(shù)值模擬與監(jiān)測.pdf

1、樹脂傳遞模塑技術(shù)（ResinTransferMolding）是復(fù)合材料低成本制造技術(shù)發(fā)展的重要方向，預(yù)計將成為二十一世紀(jì)復(fù)合材料制造的主導(dǎo)工藝技術(shù)之一。在充模過程中，樹脂在纖維預(yù)制體中流動時，由于纖維對樹脂地吸收作用，會產(chǎn)生非飽和流動，這樣，就會有微孔隙的形成，導(dǎo)致復(fù)合材料出現(xiàn)缺陷。因此，研究樹脂在纖維預(yù)制體中的非飽和流動有著重要的意義。
　　滲透率是表征液體在壓力梯度下通過多孔介質(zhì)時流動的難易程度的物理量，也是RTM工藝樹脂流動

2、模擬的關(guān)鍵參數(shù)之一。本文首先設(shè)計表面透明的方形模具，采用真空常壓中心點(diǎn)注射的方法進(jìn)行樹脂傳遞模塑實驗；同時，在模具透明的上表面標(biāo)有刻度，記錄在任意時刻樹脂流動前峰的位置，再根據(jù)達(dá)西定律計算出了幾種不同纖維的滲透率。
　　樹脂在纖維預(yù)制件中流動分為飽和流動和非飽和流動。飽和流動是指樹脂在纖維之間的流動，是樹脂在整個模腔中的輸運(yùn)及分布的宏觀過程。非飽和流動是指樹脂在纖維束單絲孔隙之間的流動是樹脂浸漬每束纖維的內(nèi)部行為過程，它與復(fù)合材料

3、中微孔隙的形成有密切關(guān)系。因此，研究樹脂在纖維預(yù)制件中非飽和流動（微觀流動）對提高RTM工藝產(chǎn)品質(zhì)量有著是非重要的意義。本文首先采用實驗的方法對纖維在預(yù)制件中的流動行為進(jìn)行了觀察和分析，研究表明，充模過程中的非飽和流動現(xiàn)象明顯，但其影響因素復(fù)雜，定量描述十分困難。然后，利用匯函數(shù)方法建立了描述編織纖維預(yù)制體中非飽和流動的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了非飽和流動中的匯函數(shù)；最后采用有限元法對其在纖維預(yù)制件中的非飽和流動行為進(jìn)行了定性的數(shù)值模擬，并將模擬

4、的結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行了相互的比較和驗證，結(jié)果表明本文的非飽和流動數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果規(guī)律相同。
　　在RTM工藝中，樹脂的注射壓力、流動速度、孔隙含量的控制等都是RTM工藝參數(shù)控制的重要內(nèi)容。獲取這些數(shù)據(jù)資料的主要方法主要是RTM在線監(jiān)測技術(shù)。本文采用CCD相機(jī)，以及光纖傳感器對樹脂在纖維預(yù)制件中的流動過程以及流動速度，將計算得速度與實驗所測量到的速度進(jìn)行比較；同時，將理論所用的時間與實驗時間進(jìn)行比較，并將得到的結(jié)果進(jìn)行了分析，