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二步法三維編織變截面薄壁殼體RTM工藝數值模擬與試驗研究

2009-07-06 來源:天津工業大學復合材料研究所 瀏覽數:4014

1  數學模型的建立
1.1分段一集合計算方法的基本原理
    RTM充模的實質是液體樹脂飽和充滿纖維預制件孔隙并排除其內部所含空氣的過程。考慮到三維整體編織變截面薄壁殼體的厚度與其直徑和高度相比,數量級較小,且薄壁殼體KTM模具樹脂流道的設計一般采用環線注射結構方式,因此樹脂充模過程中的流動規律可近似為多孔介質中的一維滲流,即在柱面坐標系統(廠,夕,z)中,壓力和速度值僅沿z方向變化。分段一集合計算方法是根據制件截面形狀方程的種類數,沿軸線將殼體分成若干單元.利用Darcy分鐘定律依次計算出各單元段內樹脂流體的運功狀態參數,經過數學變換,求得變截面薄壁殼體內不同位置的樹脂流動速度場、壓力場、位移場和充模時間的分布規律。為簡化薄壁殼體樹脂流動的理論分析與計算,作如日限設:充模過程中三維編織頂制件不會發生纖維移動和變形;充模過程中不考慮由于化學反應所引起的粘度變化,樹脂的粘度值為一定值;充模過程中僅考慮宏觀樹脂流動現象.慣性和毛細作用忽略不計;樹脂注人壓力為Po(zo)。行流動前沿處壓力為0.

2   試驗
2.1三維編織變截面薄壁殼體預制件的編織
  采用二步法三維編織工藝,在組合式編織機上,根據圖2所示的變截面薄壁殼體預制件的形狀結構和尺寸大小.在芯模的周邊上合理配置所需數FAVI紗和編織紗,軸向紗和$Tu織紗均使用號數為1200Tex無捻E一玻璃纖維,并利用增、減紗線工羅習實現三維編織薄壁殼體預制件截而厚度尺寸的大小,三維編織工藝參數如表1示。山于變截面薄壁殼體沿二軸方向具有四種截面形狀函數方程,因此在數俏模擬理論計算過程中可將兩壁殼體分成。

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