树脂传递模塑—复合材料成型新工艺

树脂传递模塑是一种新型的树脂基复合材料成型方法，具有许多独特的优点，近年来发展迅速。本文全面综述了该方法的工艺过程及研究应用概况，介绍了今后进一步发展的方向。     

有限元网格对RTM充模模拟的影响

本工作基于有限元控制体积法编写了模拟程序,研究了节点数量、网格密度对模拟过程的影响.以带圆孔的长方形为例,模拟比较了不同网格密度和注入口位置对充模时间、流动前沿以及干点形成区域的影响.结果表明,节点数量增加到一定程度时,只延长计算时间,对充模时间影响很小;网格疏密分布影响流动前沿的位置,根据流动前沿的形状可以确定排气口的位置和数量.     

树脂传递模塑-复合材料成型新工艺

树脂传递模塑是一种新型的树脂基复合材料成型方法 ,具有许多独特的优点 ,近年来发展迅速。本文全面综述了该方法的工艺过程及研究应用概况 ,介绍了今后进一步发展的方向。     

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。     

发射箱箱盖树脂传递模塑工艺有限元模拟分析

目的为了减少人力和物力资源的浪费,节约产品成本,通过有限元分析技术确定箱盖树脂传递模塑工艺(RTM)的工艺参数。方法对箱盖RTM工艺树脂流动过程进行数值模拟,对比箱盖结构在线注射-点出射和点注射-点出射工艺下,当注模压力为0.2,0.4 MPa时对应的树脂流动前锋位置和压力分布结果。结果综合成本和效率两方面因素,选择0.4 MPa作为RTM的注模压力。采用线注射-点出射工艺得到稳定的树脂流动前锋形状,能够有效预防干斑的产生。结论分析结果与实验具有较好的吻合性,能够有效指导RTM工艺中模具的设计,可降低"试错法"带来的高昂成本和低效率,对提高复合材料构件的制造水平具有明显积极作用。     

高性能复合材料的树脂传递模塑技术

从成型原理及特性、预成型加工、高性能树脂、应用及展望等五个方面,对用于高性能复合材料的树脂传递模塑(RTM)技术进行了全面的评述。     

树脂膜熔渗工艺充模过程的模拟与分析

树脂膜熔渗工艺(RFI)是一种新型的复合材料成型工艺.为了更深入了解树脂膜熔渗工艺过程中充模阶段的控制参数对制品质量的影响,避免制品出现空斑、充模不完全等问题,针对该工艺过程中树脂在复杂形状预制件中的流动行为进行了分析,在达西定律基础上建立了二维等温流动控制方程,利用有限元/控制体方法建立了数值分析模型,编制了FORTRAN程序进行模拟运算,并讨论了流动过程中施加的压力对充模时间的影响.由计算实例可见,所编制程序能够很好地预测树脂膜熔渗工艺过程中充模时间、各个时刻树脂的流动前沿位置及模腔中的压力分布.     

复合材料热压成型过程的树脂压力测试系统

在树脂基复合材料的成型工艺中大多涉及到树脂的流动过程, 而树脂压力是反映这一过程的重要参数, 监测成型过程中树脂压力的变化可以为工艺参数的选择和构件质量的控制提供指导。本文中针对热压工艺, 根据液体传压原理和特点, 自行研制了复合材料成型过程树脂压力测试系统, 对系统的精度和动态响应性能进行了研究, 并以该系统为测试手段, 初步研究了玻璃纤维单向层板中树脂压力的变化规律。结果表明, 该系统具有准确度高和动态响应敏感的特点, 满足热压成型过程树脂压力的测试要求, 为研究工艺过程树脂流动行为提供了有力的测试与验证手段。      

缝合参数对缝合泡沫夹芯结构复合材料VARTM工艺树脂充模的影响

对不同缝合参数的缝合泡沫夹芯结构复合材料真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺进行数值模拟,研究了针距、行距、缝针直径、芯板厚度及纤维面板厚度等缝合参数对缝合泡沫夹芯结构复合材料VARTM工艺树脂流动充填的影响。结果表明,改变缝合行距对树脂的流动充填速度影响不大,缝合行距越大,树脂在下层纤维面板流动的同步性越差,制品出现空隙及干斑的可能性越大;缝合针距越小,树脂完成充填的时间越长;分别增加缝针直径和泡沫芯板的厚度,树脂完成充填时间呈线性增长,缝针直径越大,下层纤维面板树脂浸润效果越好;纤维面板厚度增加,树脂完成充填的时间变长,且相对于其他缝合参数,纤维面板厚度对树脂流动充填时间影响最大;缝合针距、泡沫芯板的厚度及纤维面板的厚度都不影响树脂在下层纤维面板的浸润效果。     

RTM加工工艺充模过程的计算机模拟

RTM加工工艺是一种先进复合材料加工的方法。但这种加工工艺技术含量高,设计不当非常容易出次品,尤其注射口和溢料口的设计。因此相当多的科技工作者对RTM加工工艺进行了计算机模拟研究,并已得到很大的发展,其计算方法和实验手段已获得广泛认可。由于有限元控制体积法不需要对变界面进行网格的重新划分而获得广泛采用。但是在众多的文献中,绝大多数使用的是三角形有限元网格,对于更加有效的四边形有限元网格没有提及或仅仅一笔带过。本文作者比较详细地阐述三角形和四边形有限元控制体积法的使用和实施,通过例子分析了三角形单元、四边形单元及其混合使用的情况下的计算结果。分析表明,四边形单元计算精度高、速度快,与三角形混合使用情况良好。     

基于复合材料湿法模压工艺的快速固化树脂体系研究

以适用于湿法模压工艺的快速固化环氧树脂体系为研究目标,研究了以改性胺类为主体的环氧固化体系特性。采用差示扫描量热仪(DSC)测试树脂体系的热性能,凝胶化时间测试仪确定树脂体系的固化时间,万能材料试验机表征树脂体系的力学性能,最后确定了快速固化树脂体系最佳的配比参数和浇注体性能。测试结果表明,在20%的固化剂用量和120℃的固化温度下,凝胶化时间达到48s,可以在5min左右完成固化,固化度达98%,拉伸强度达到63MPa,相比常规树脂体系和国内产品均有明显提升。     

Numerical simulation of molding-defect formation during resin transfer molding

The present study investigated a numerical simulation of molding-defect formation during resin transfer molding using boundary element method and line dynamics. The proposed method enables to simulate small molding defects by increasing the node for required position during time evolution; thereby, the method computes high-resolution flow front without being affected by the initial mesh geometry. The method was applied to the radial injection RTM with single inlet, and it was confirmed by comparison with theoretical value based on Darcy’s law that the flow advancement was computed with high accuracy. In addition, the method was also applied to the flow advancement for inclusion problem with cylinder, and four-point injection problem. The simulated flow behavior, void formation, and shrinkage agreed with the results in references. Finally, the method was compared with experiments using two-point injection problem. The computed configuration of the flow front and weld line agreed well with the experimental results.     

导流介质对真空导入模塑工艺树脂流动行为的影响

采用可视化流动实验方法研究了高渗透率导流介质对真空导入模塑工艺中树脂流动行为的影响。结果表明: 导流介质能较大幅度地减少树脂的充模流动时间, 且充模时间随着导流介质使用比例的增加而呈线性减少的关系; 导流介质的提速作用随着预成型体厚度的增加而逐渐减弱; 预成型体上下表面树脂流动前沿位置差距与预成型体厚度呈良好的线性增加关系, 说明导流介质的影响作用具有明显的厚度效应。厚度效应原理为真空导入模塑工艺过程的参数优化和保证制品质量提供了理论依据。      

基于孔隙控制的车身结构树脂传递模塑成型工艺设计

以典型车身结构B柱为研究对象,结合实验与仿真分析研究其树脂传递模塑(RTM)工艺的优化设计方法。研究了通过注射方式的优化控制树脂流动前沿,从而达到降低制件孔隙率和保证制件质量的目的。首先通过自制的变厚度渗透率测试模具获取所选用织物的渗透率,之后通过真空辅助RTM实验与对应模拟仿真进行对比分析来验证所采用仿真方法与渗透率数据的可靠性。最后结合充模周期与孔隙率控制理论对RTM工艺注射口分布及注射方式进行优化设计。结果表明,针对所选定车身结构,优化速率注射方式所获得的制件孔隙率最低,但充模周期较长,而基于双点注射的恒流量注射方式能较好地兼顾充模周期与制件孔隙率的要求。     

真空导入模塑工艺树脂体系化学流变特性及流变模型

采用DSC热分析技术和黏度实验方法,研究了真空导入模塑工艺专用不饱和聚酯树脂体系(Palatal1777-G-4)的固化特性和化学流变特性,建立和对比了树脂体系的修正双阿累尼乌斯流变模型和工程黏度模型,并依据所建立的流变模型预报 Palatal1777-G-4树脂体系的真空导入模塑工艺操作窗口。对比结果表明：修正双阿累尼乌斯流变模型和工程黏度模型分别能较好地反映树脂体系凝胶点前的低黏度平台特性和凝胶点后的黏度变化规律,结合两模型可有效模拟树脂体系在不同工艺条件下的黏度行为,准确预报树脂体系的低黏度平台工艺窗口,为优化真空导入模塑工艺参数和保证制品质量提供科学依据。模型预测结果表明,Palatal1777-G-4 树脂体系在20～38℃温度范围内满足真空导入模塑工艺操作的基本要求,黏度低于300 mPa·s的工艺操作时间长于30 min。     

风轮叶片树脂与成型工艺研究进展

简要介绍了当前风轮叶片复合材料成型工艺方法,对常用树脂体系进行分类和比较.并对树脂传递模塑成型工艺树脂的流动充模工艺以及固化工艺等最新进展进行了综述.     

树脂传递模塑工艺中的非饱和流动过程模拟与实验研究

针对编织类纤维增强体的纤维束之间与纤维束内孔隙的双尺度特点,建立了平纹织物的细观结构模型,并推导了汇函数的数学表达式。建立了局部细观流动特征的非饱和流动控制方程,利用有限元/控制体积方法求解,得到了局部饱和度分布。与实验进行比较,吻合较好。      

Numerical study of resin transfer molding (RTM) curing process

It is a very important phase in resin transfer molding (RTM) process that resin is cured. The result of the curing process determines the quality of a part, including mechanical properties, lifecycle of the part under high temperature and chemical properties. Therefore, it is very meaningful to discuss the curing process. In our work, the code is prepared based on unstructured mesh using divergence theorem. A case is used to verify properness of the code and the results are in good agreement with the published experiment data. In the paper, some factors of materials and numerical calculation, e.g., time step, reaction heat, the whole heat conductivity of fiber and resin and fiber initial temperature, which affect result of simulation, are emphatically investigated and carefully revealed. The conclusion shows that time step, the reaction heat and heat conductivity have an important effect on the curing process, while fiber initial temperature has very little impact. These are helpful to understand and adopt the curing process in order to produce good products.     

拉压异性纤维增强树脂基复合材料弹塑性问题的有限元分析

为了对复杂的非线性问题进行便捷求解,首先提出了考虑拉压异性的纤维增强树脂基复合材料统一非线性本构模型;然后,在此基础上进一步导出了本构模型的三维表现形式,以适用于非线性有限元分析工具的开发;随后,利用有限元软件ABAQUS提供的用户自定义子程序UMAT,自编了在二维和三维情况下的弹塑性应力分析程序;最后,应用程序对复合材料单向板和复合材料斜交板在偏轴拉伸/压缩下应力-应变曲线的预测与测试结果进行了比较,探讨了复合材料悬臂梁的弹塑性问题,并分析和比较了有无考虑拉压异性情况下应力分布和挠度响应的差异。结果表明:运用所提出的本构模型对考虑拉压不对称问题的弹塑性变形分析十分有效,这一本构模型有望成为实用数值分析工具,进而指导工程实践。