真空辅助树脂扩散成型工艺在顶破式端盖上的应用

研究了真空辅助树脂扩散成型工艺在顶破式端盖成型上的应用。采用有限元分析软件对端盖的正向承压能力和冲击力进行了仿真分析,并用3个成型端盖实物对模拟结果进行了试验验证。结果表明:端盖正向承压00.6 MPa而不受破坏,与仿真结果一致;端盖冲击力平均值为1 135N,比仿真预测值低58.%。     

6421双马来酰亚胺树脂的反应流变性及树脂传递模塑成型工艺研究

对用于RTM工艺的6421双马来酰亚胺（BMI）树脂体系的反应流变特性进行了研究，并根据流变特性确定RTM工艺的两个主要参数：模具温度110－140摄氏度，注射压力小于0．5MPa，结果表明，按此工艺条件可顺利成型先进RTM复合材料，且复合材料的表面质量良好，孔隙率低，达到先进复合材料的性能要求，同时对RTM成型的编织复合材料的力学性能进行了初步的表征。     

真空辅助树脂扩散成型工艺在棱台型端盖上的应用

真空辅助树脂扩散成型工艺是一种低成本制造技术,为降低端盖制造成本,将真空辅助树脂扩散成型工艺应用于棱台型端盖的成型上.采用有限元软件对棱台型端盖的开盖压力和反向承压能力进行了仿真分析,并制作了3个端盖实物进行试验验证.结果表明:实物试验结果与仿真结果比较吻合.端盖反向承压0.02 MPa不破坏,与仿真结果一致;端盖开盖...     

树脂传递模塑成型工艺复合材料孔隙表征和孔隙形成预测研究进展

复合材料制造缺陷严重影响制品的力学性能,通过对缺陷形成规律的探究,可以有效降低缺陷形成,提高制品力学性能。孔隙在各类工艺中有着较高的形成概率,在树脂传递模塑成型(RTM)工艺中更是如此,孔隙也因此成为被研究最多的制造缺陷。本文从试验的角度介绍了RTM工艺中形成的孔隙的特征以及孔隙在线监测法、密度法、超声波法、显微镜法和显微CT法等孔隙表征手段,描述了RTM工艺孔隙的形成机理,并综述了充模过程中孔隙形成过程的数值模拟研究与应用现状,最后展望了RTM工艺复合材料孔隙预测的发展方向。     

二维编织-树脂传递模塑成型双马来酰亚胺复合材料管的弯曲及轴向压缩性能研究

通过二维编织-树脂传递模塑(RTM)成型方法制备得到了复合材料管,并设计制造特殊夹具,参考GB/T 5350—2005及SY/T 7318.3—2017标准对复合材料管的弯曲及轴向压缩性能进行了研究,并参照实验结果与典型6061铝合金的力学性能进行了对比。结果表明:复合材料管的轴向压缩破坏形式均表现为脆性剪切破坏模式,平均压缩强度为187.6MPa。复合材料管的弯曲破坏形式为脆性破坏,其平均弯曲强度为262.2MPa,弯曲模量为14.0GPa,与6061铝合金管性能相当,而密度仅为其58%,表现出较好的减重潜力。     

树脂传递模塑成型工艺中嵌套效应引起渗透率变异的实验与数值模拟

树脂传递模塑成型工艺(RTM)中最重要的变形模式之一是厚度方向压缩。厚度方向压缩减小了织物预成型体的厚度,使织物预成型体局部结构形式发生改变从而引起嵌套效应。嵌套效应不仅会减少织物预成型体的厚度,增加纤维的体积分数并改变孔隙率,而且相邻织物层嵌套效应具有一定的空间分散性,从而使得织物预成型体渗透率具有变异性。本文针对低黏度树脂设计了一种实验装置用以测量局部渗透率的空间分散性,随后建立了随机嵌套单胞模型,利用ANSYS/CFX有限元软件实现了单胞填充浸润的数值模拟,通过流量分析获得局部渗透率,并研究了渗透率的统计分布。通过实验结果与数值模拟结果相对比,验证数值模拟结果的可靠性。最后,基于渗透率的统计分布建立了随机渗透率场,并进行填充浸润的数值模拟,通过与传统恒定渗透率的方法进行比较,证明该方法具有更高的先进性。研究结果可以对未来RTM工艺的稳健性优化提供依据。      

基于预浸料-树脂传递模塑成型工艺的复合材料纵横加筋舱段一体化制备与验证

针对舱段的结构特点设计了一种预浸料-树脂传递模塑(RTM)成型工艺。研究了预浸料树脂(AC631)与RTM树脂(6421A)的流变特性,结果表明两种树脂体系具有良好的共成型工艺基础。结合舱段结构设计、铺层设计、模具设计,开展了基于预浸料-RTM共成型技术的复合材料纵横加筋舱段一体化制备工艺验证,结果表明舱段结构具有良好的表观质量、尺寸精度及内部质量。常温、高温两种条件静强度试验验证了其使用强度,高温破坏试验研究了其失效机制与破坏模式。常温力学试验结果表明：在125%严酷机械载荷下,复合材料舱段能够保持良好的结构完整性,其最大应变仅为-1 283×10^-6,满足常温静强度设计要求。100℃下静强度试验结果显示,舱段在125%严酷机械载荷下未出现失稳、破坏等异常状态,最大应变仅为-1 315×10^-6,满足热力耦合工况条件下的强度设计要求。150℃高温破坏试验结果显示,舱段在143.2%严酷机械载荷下,加载侧纵向加强筋发生断裂破坏,裂纹向两侧延伸,舱段丧失承载能力,破坏模式为轴向筋条断裂导致蒙皮局部屈曲失稳破坏。     

用于雷达罩的RTM树脂基体的研究

介绍了一种可用于树脂传递模塑（ＲＴＭ）成型的雷达罩——改性双马来酰亚胺（ＢＭＩ）树脂基体４５０３。研究了树脂的贮存稳定性和反应性、固化树脂及复合材料的力学性能、耐热性和介电性能。结果表明，４５０３树脂室温粘度较低，为０．３８Ｐａｓ，工作期大于４０ｈ，在１５０℃可进行固化反应。固化树脂和复合材料具有良好的力学性能、耐热性和介电性能，１０ＧＨｚ下的ｔｇδ分别为０．０１１８和０．０１４。     

RTM 工艺充模过程数值模拟及实验比较

树脂传递模塑(RTM ) 工艺越来越成为一种高效的先进纤维增强复合材料的制造方法, 其中RTM 的充模过程是一个很重要的步骤。本文对增强材料各向异性的二维RTM 充模过程进行数值模拟, 并把数值模拟结果和实验结果相比较。      

用于RTM 成型工艺的苯并口恶嗪树脂及其复合材料

以苯酚、苯胺和甲醛为原料, 合成了三种不同结构的低粘度苯并口恶嗪中间体树脂。根据RTM 成型工艺中注塑和成型过程对基体树脂的特殊要求和不同组分的反应活性, 系统研究了树脂粘度和凝胶化时间与温度的关系, 及玻璃布层压板的力学性能和耐热性, 详细讨论了树脂组成和催化剂种类及用量的影响。结果表明, 以有机酸或环氧-叔胺为催化剂, 以低粘度苯并口恶嗪树脂为主体所构成的多组分树脂体系, 是一类可用于RTM 成型工艺的新型树脂; 该类树脂基复合材料可用做耐高温结构材料在155℃长期使用。      

基于表面张力和流体压力耦合分析的树脂传递模塑过程的细观模拟

树脂传递模塑工艺(RTM)是纤维增强聚合物基复合材料的重要制备工艺之一。当树脂的宏观、细观流动前沿不一致时易于形成孔隙缺陷,从而降低复合材料性能。文中根据RTM工艺过程特点,建立树脂在纤维束间流动的轴对称模型,进而根据流体力学和表面科学,建立树脂流体的表面张力和流体压力耦合分析的方法,并采用流体体积函数(VOF)方法追踪流动前沿,分析温度、纤维束间距、流动速度等工艺参数对流体压力和前沿的影响规律。     

复合材料RTM成型工艺固化过程三维数值模拟

复合材料RTM成型工艺固化过程数值模拟本质上是求解瞬态热传导和固化动力学耦合方程。本文中以控制体积技术将来自放热化学反应的非线性热源项处理成节点集中载荷,并采用有限元方法求解。以厚板构件的二维数值模拟与文献中结果比较证明了本文中方法的正确性,并讨论了厚度对温度分布的影响。对带孔圆筒形构件进行了算例研究,结果表明:本文方法在处理涉及复杂形状的问题时也具有良好稳定性与可靠性。      

沟槽型真空注射成型工艺的研究

真空注射成型工艺是一种新型的复合材料液体模塑成型工艺,对沟槽型真空注射成型工艺开展了实验研究,通过充模实验确定了引流槽的宽度、深度和槽间距及主槽的槽间距等工艺参数并进行了优化;对影响充模过程的各种因素进行了详细的讨论,并以夹芯面板的制作实例阐述了沟槽型真空注射成型的工艺过程。     

高渗透介质型真空注射成型工艺的研究

真空注射成型工艺是一种制备大型、几何形状复杂构件的复合材料液体模塑成型新技术,对高渗透介质型真空注射成型工艺开展了实验研究,通过可视化实验优选出了较好的高渗透介质,对影响充模过程的各种因素进行了详细的讨论,并以模型船制作为实例描述了高渗透介质型真空注射工艺的成型过程。     

钡酚醛树脂体系化学流变特性研究

在粘度实验和DSC热分析实验的基础上,对用于RTM工艺的钡酚醛树脂体系的化学流变特性进行研究,并根据双阿累尼乌斯方程建立树脂体系的流变模型。模型与实验结果具有良好的一致性。模型可揭示树脂体系在不同工艺条件下的粘度变化规律,定量预报RTM工艺树脂的低粘度平台工艺窗口,为合理制定RTM工艺参数、保证产品质量和实现工艺参数的全局优化提供必要的科学依据。     

用于RTM工艺的改性氰酸酯树脂的研究

用环氧树脂改性氰酸酯树脂得到了可用于RTM工艺的树脂体系,借助于红外光谱（IR）、差示扫描量热（DSC）、热失重（TGA）等分析手段,研究了改性树脂体系的粘度特性、储存稳定性、反应性以及固化树脂的力学性能、耐热性、耐湿热性等。     

气辅注射成型中气体穿透下的聚合物熔体壁厚的形成

针对气辅注射成型模壁表层熔体形成的复杂过程，对薄壁气辅注塑件在气体沿圆形截面气道进行气体穿透推进的充模过程进行了研究分析，通过引入合理的简化和假设，建立了描述气体穿透下模壁表层熔体厚度比β计算的数学模型和近似计算公式。在此基础上，进一步提出了三维薄壁气辅注塑件在气辅注射成型中气体穿透并推动熔体向前充模流动发展变化的熔体／气体前沿处理的程序算法，并用实例进行了数值模拟。研究结果表明，当气体前沿与熔体前沿的压力梯度之比值m在1．0—1．3范围内时，其β的计算结果为0．20—0．43，接近国外学者的实验到定值0．23—0．40，也比较符合实际的气辅注射成型工艺结果。