縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料VARTM工藝樹脂充填分析.pdf

1、摘要I摘要縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是由上、下層纖維面板及中間泡沫芯板組成的夾芯結(jié)構(gòu)預(yù)成型體經(jīng)過縫線縫合后，再通過相應(yīng)的液體模塑成型技術(shù)制成的高性能復(fù)合材料。縫合技術(shù)的使用可以有效的防止纖維面板及其與泡沫芯板的分層，泡沫芯板可提高整個(gè)復(fù)合材料板的抗彎曲強(qiáng)度?？p合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料作為一種綜合性能優(yōu)良的的復(fù)合材料，現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用在航空、航天、汽車及船舶制造等領(lǐng)域。真空輔助樹脂傳遞模塑成型（VARTM）工藝具有模具簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)、污染少及

2、可成型大尺寸部件等優(yōu)點(diǎn)，因此采用該工藝對(duì)縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)預(yù)成型體進(jìn)行樹脂充填，可制備出高質(zhì)量的復(fù)合材料制品。本論文著重對(duì)縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料VARTM工藝樹脂充填過程進(jìn)行研究，展開具體的實(shí)驗(yàn)并對(duì)充填過程進(jìn)行數(shù)值模擬，得出最優(yōu)的工藝參數(shù)為制備高質(zhì)量復(fù)合材料提供指導(dǎo)。相應(yīng)的研究工作及結(jié)論如下：首先，進(jìn)行具體的充填實(shí)驗(yàn)，縫制泡沫夾芯結(jié)構(gòu)預(yù)成型體并進(jìn)行VARTM工藝樹脂充填，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案的可行性，并對(duì)充填過程中出現(xiàn)的影響預(yù)成型體樹脂浸潤質(zhì)量

3、的問題采取相應(yīng)改進(jìn)措施。然后，建立正確的縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)預(yù)成型體等效模型，并計(jì)算模型中泡沫芯板滲透率及孔隙率的等效值，采用PAMRTM軟件對(duì)預(yù)成型體樹脂充填過程進(jìn)行模擬仿真，對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出采用該種模擬仿真方法的準(zhǔn)確性及可靠性。接著，結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬對(duì)導(dǎo)流網(wǎng)的鋪放位置和縫合參數(shù)（縫合針距、行距、泡沫芯板厚度、縫針直徑、纖維面板厚度、縫合方向）變化對(duì)樹脂在預(yù)成型體中流動(dòng)浸潤的影響進(jìn)行研究。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，在預(yù)成型體泡沫芯板與下層纖

4、維面板之間鋪放一層導(dǎo)流網(wǎng)，是最優(yōu)的導(dǎo)流網(wǎng)添加位置。對(duì)不同縫合參數(shù)預(yù)成型體樹脂充填過程進(jìn)行模擬仿真，快速的得出了各參數(shù)變化對(duì)樹脂在預(yù)成型體中流動(dòng)浸潤的影響規(guī)律，為制備高質(zhì)量復(fù)合材料制品提供了重要的理論依據(jù)。最后，在中間泡沫芯板嵌入加強(qiáng)筋板，制備帶加強(qiáng)筋的縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)預(yù)成型體，對(duì)預(yù)成型體進(jìn)行VARTM工藝樹脂充填并建立等效模型對(duì)充填過程進(jìn)行模擬仿真，對(duì)比數(shù)值模擬及對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定數(shù)值模擬的正確性，為以后進(jìn)一步研究帶加強(qiáng)筋縫合泡沫夾芯