视窗化RTM工艺充模过程模拟仿真技术研究

根据RTM工艺树脂流动充模模型,研究和开发了基于FEM/CV算法的RTM工艺复杂渗流充模过程数值模拟软件平台-BHRTM-2。BHRTM-2在视窗系统下运行,带有FEM网格捕捉器窗口可直观方便地设置注射口、溢料口和工艺参数,操作简单,能够模拟复杂边界制件的树脂流动充模过程、显示充模过程中任意时刻模腔内压力的分布场、流动前峰和预测充模时间及可能的干斑缺陷位置,为RTM工艺设计与优化提供了有效技术手段。文中对BHRTM-2的模拟结果的正确性和可靠性进行了理论与实验验证,并给出了具体算例。     

基于VOF/PLIC界面追踪方法的RTM工艺充模过程数值模拟

针对基于Darcy定律的树脂传递模塑(RTM)工艺的充模过程数值模拟的局限性,将纤维预制体内的充填流动作为两相流(树脂相和空气相)处理,在动量方程中考虑了惯性项和粘性项,采用有限体积方法(FVM)离散控制方程,并与VOF/PLIC界面追踪方法相结合,发展了求解树脂在纤维预制体内非稳态流动问题的数值模拟方法.在此基础上开发了RTM工艺的充模过程数值模拟程序,其算例的数值模拟结果与解析解或实验结果吻合良好,验证了此数值模拟方法的有效性和可靠性.     

二步法三维编织变截面薄壁壳体RTM工艺数值模拟与试验研究

采用分段-集合计算方法, 对二步法三维编织变厚度变截面薄壁壳体RTM 充模工艺过程进行了较深入的理论研究。提出了较准确的树脂流动速度、树脂充模时间和树脂流动压力计算方程。数值预测值与充模试验结果具有良好的一致性, 所推导理论方程为合理设计RTM 充模工艺参数提供了理论依据。     

RTM工艺参数对树脂充模过程影响 的模拟与实验研究

通过开发计算机程序与有限元/控制体积分析软件,能够实现对任意复杂三维形状复合材料构件的造型和RTM工艺充模过程的模拟。研究了改变工艺参数时工字孔平板的RTM工艺模拟结果和实验结果,两者基本保持一致;证明了恒压注射情况下,充模时间与注射压力、渗透率成反比,与树脂粘度成正比;也证实了该模拟软件确实可用于预测树脂流动模式以及成型效率,为RTM实际工艺设计与优化提供了有效的技术手段。     

RTM工艺树脂流动过程数值模拟及实验比较

树脂充模是RTM工艺成型过程中的重要一环。研究了RTM工艺树脂流动过程的特点,建立了树脂渗流控制方程。采用贴体坐标/有限差分法模拟了树脂渗流过程,给出了不同时刻树脂流动前沿曲线及终止时刻压力场分布,计算结果与试验结果吻合良好。     

复合材料夹芯泡沫开孔对树脂充模的影响分析

针对夹芯泡沫开孔的复合材料进行了RTM工艺充模过程模拟分析,通过对不同开孔密度的复合材料的充模过程、充模时间以及压力分布等的比较分析,考察了夹芯泡沫开孔对充模过程所产生的影响。分析表明,树脂充模时间并不必然随着夹芯泡沫开孔密度的增大而减少,相反,在每排开孔密度一致的情况下,如果开孔密度足够大,则因为减少了不同方向流过来的树脂之间的相互干涉,导致开孔排数的减少反而会降低树脂的充模时间。     

风机叶片RTM工艺模拟分析及其优化

利用RTM 模拟仿真系统对风机叶片的RTM 充模过程进行了三维模拟, 以优化其成型工艺方案。通过比较和分析叶片根部线注射和侧面线注射两种注射方式的模拟结果, 确定侧面线注射为最佳注射方式。通过比较8 个侧面注射位置的模拟结果, 优化得到最佳的注射位置、合理的溢料口位置以及选择溢料口的依据。模拟优化的RTM 工艺方案为: 叶片侧边线注射, 注口位置在距根部500 mm 处, 3 个溢料口分布在叶片根部和尖端。实际制造中采用此方案得到了满意的产品, 模拟优化RTM 工艺大大降低了复合材料构件的制造成本, 为其他类似构件的合理制备和优化设计提供了参考依据。     

RTM充模过程的自适应隐式控制体积法

提出了一种基于界面更新的RTM充模分析的自适应隐式控制体积法。该隐式方法的迭代方法只对已注满结点进行求解,然后更新界面结点的体积函数以便决定是否要更新界面。依据"一时间步,一单元层"的思想,采用最小二乘递推法估算隐式方法的时间步长,并依据压力估算每个控制体积的半注满时间,从而可以重构任何时间的流动前锋。计算表明,本文方法极大地提高了隐式方法的适用性,并把RTM充模数值模拟的计算时间复杂度降到结点数的2阶。     

树脂传递模塑过程的数学描述和数值模拟进展

树脂传递模塑(resin transfer molding,RTM)过程的数值模拟对于优化工艺参数和模具设计、控制制品质量等具有重要意义.本文简述了RTM工艺的流体流动特点,介绍了RTM工艺过程数值模拟的理论基础,综述了RTM工艺过程数值模拟的发展历程,并展望了其发展趋势.     

RTM 工艺树脂注射温度优化

在RTM 工艺模拟及RTM 工艺专用树脂黏度特性研究的基础上, 提出充模时间与安全系数的乘积小于树脂低黏度平台时间的树脂注射温度优化标准和充模时间、树脂低黏度平台时间的计算方法, 制定了程序化流程并编制了软件, 使优化得以实施。在此基础上, 选取Q Y8911-Ⅳ双马树脂对所选制件进行模拟充模作为注射温度优化的实例, 确定了树脂低黏度平台时间的变化范围, 得到了不同条件下的优化注射温度。优化实例表明, 优化软件可实现对树脂注射温度的优化。     

军工领域金属粉末注射成形的工艺研究与应用

介绍了金属粉末注射成形工艺的应用,制备工艺的现状与发展,特别介绍了这项工艺在枪械零件等相关领域的开发与应用。通过对工艺流程的解析,介绍了国外同行生产的同类产品和国内产品的应用。通过应用实例,介绍了国产金属材料采用蜡基材料的可行性,以及采用国内工艺装备实现的工艺过程。     

Visualization of counter pressure mechanism in gas-assisted injection molding process

Abstract

Gas-assisted injection molding (GAIM) refers to injecting gas into the short shot melt during the filling stage. Compressed gas is used as the medium to push the melt and to provide the packing pressure. In GAIM, the hollow area and penetration length are the main factors that will affect the quality of molded parts. This study has applied a Gas Counter Pressure (GCP) mechanism and has discussed the effect of GCP in the GAIM process with in-mold visualization of this complex molding flow. This study introduces a counter pressure mechanism in a thick paper-clip-shaped cavity design. The flow field under different counter pressure conditions is observed by high-speed photography, the fiber orientations are analyzed with SEM, and the affected penetration length and hollow area are measured relatively. The experimental results show that when the GCP is applied to GAIM, although the hollow area is reduced, the penetration length will be increased, so as to make the quality of molded part more uniform and reduce the shrinkage. And a quantitative measuring method of two-stage penetration time span is proposed to get more in-depth discussion about the interactions between GCP and GAIM.     

抽真空对微型塑件成型质量影响

针对微注塑成型过程中排气对塑件成型质量的影响,以细胞皿为研究对象,设计了带有抽真空装置的微注塑模具,通过测试,真空度达到-0.098 MPa.分别以聚丙烯（PP）和高密度聚乙烯（HDPE）进行成型工艺试验,当模具型腔未开设排气装置时,塑件流动前沿严重烧焦,严重影响了塑件质量.当有排气槽未抽真空时,在塑件的表面形成了微孔...     

基于混沌粒子群的微齿轮注塑精密成形翘曲变形分析

目的 针对注塑加工生产的微齿轮运转一段时间后会出现严重变形的问题,对微齿轮注塑精密成形翘曲变形进行分析。方法 基于混沌粒子群建立微齿轮注塑CAE模型,获取曲面全局最优解,在此基础上,计算微齿轮注塑精密成形翘曲收缩率,得到翘曲变形量,同时优化微齿轮注塑精密成形工艺参数,分析微齿轮注塑精密成形翘曲变形情况。结果 将仿真结果与实际试验结果进行对比,得出该分析方法的预测结果与实际翘曲变化趋势完全一致。结论 微齿轮注塑中心位置的翘曲变形量最大,离中心位置越远,翘曲变形量越小。     

气流紧实机理及影响因素的研究

在自行研制的气流紧实试验机上,对气流紧实过程进行了研究,特别是采用了加速度传感器,考察了型砂在气流作用下的运动过程、同时就各种工艺参数和结构参数进行了研究,最后在大量实验的基础上建立了描述型砂惯性冲击力的数学物理模型、并与实验结果进行了比较。     

电磁动态塑料注射成型技术的研究

对电磁动态塑料注射成型机的性能进行了研究,分析了这种新型的成型设备和成型技术在机台结构、成型工艺条件、制品性能等方面所具有的特点。     

气辅注射模塑—一种新型塑料成型工艺

概述了一种新塑料成型工艺－气辅注射模塑的工艺过程及其应用，由此可对气辅注射模塑有一个较全面的了解。并通过对气辅注射模塑与传统的注射成型枝术及其结构发泡技术的比较，阐述了气辅注射模塑的先进性和优越性。随着科学研究的深入及各项技术的突破，气辅注射模塑将会在塑料加工成型领域中具有重要的地位。     

Three-dimensional flow visualization experiment of an RTM injection for a GFRP cuff mold

This work presents a three-dimensional flow visualization of the injection process for a glass fiber reinforced plastic (GFRP) beam-column connection also known as a GFRP cuff. Previous work on flow visualization is extended by highlighting the stage-wise process of the injection and the dependence on three-dimensional qualities. The work also provides finite element model adaptations suggested by three physical flow experiments performed in a GFRP cuff mold. The first experiment revealed the nature of the injection in the actual GFRP cuff mold; the second explored the effects of varying the size of void spaces and cutting channels in the fibers; the last experiment shows that small deflections of the mold allow the resin to flow freely to channels which distribute resin into the fibers. The final section of this paper provides the results of a finite element model of the injection process. The results reveal that including the adaptations suggested by the experiments greatly increases the accuracy of the numerical simulation.     

粉末近净成形溶剂脱脂技术

溶剂脱脂技术在粉末注射成形和粉末挤压成形工业生产中广泛应用。本文阐述了溶剂脱脂的基本过程,介绍了目前常见的一些溶剂脱脂方法及其研究进展,讨论了溶剂脱脂理论的研究现状,指出了当前溶剂脱脂技术发展要解决的主要问题。     

注射成形Fe—2Ni合金性能和组织不均匀性研究

采用金属灯末注射成形方法制备了Ｆｅ２Ｎｉ合金试样，获得了试样机械性能和微观组织，并对试样不同部位的密度，微观组织的差异性进行了研究，分析了不均匀性的原因。