RTM充模过程（I）：数学模型的建立

详细探讨了RTM成型工艺中树脂流动的充模过程，利用多孔介质流体动力学基本理论和达西定律对RTM充模过程进行了深入的数值分析，建立了模拟RTM成型工艺中树脂等温及非等温流动充模过程的数学模型。     

RTM充模过程(Ⅱ):有限元分析

采用控制体有限元法对RTM成型工艺充模过程的计算机模拟(Ⅰ)中所述数学模型进行了有限元分析，编制了相应的计算机程序，用于计算充模过程中压力场及树脂流动前锋位置；对一些实例进行了计算机模拟，得到一些有意义的结论。     

RTM多注射口成型的控制研究

多注射口注射是降低树脂传递模塑成型工艺(RTM)充模时间的重要措施，若控制不当，将引起制品浸润不良、干点以及变形等缺陷，从而影响制品质量。以某越野车发动机面罩为对象，采用控制体／有限元法编制的数值模拟程序，分析了恒压注射、恒流量注射、注射口数量及位置、排气口的数量及位置4种因素对充模过程的影响。实现了充模过程的优化控制，避免了缺陷的形成，缩短了充模时间，制备出合格的制品，为RTM多注射口成型的控制技术提供指导。     

LCM工艺中边缘效应对充模流动的影响

在复合材料液体模塑成型工艺(LCM)，预成型体和模具壁间存在的缝隙容易产生优先的树脂流道，即为常见的边缘效应。采用2种几何模型计算优先流道的等效渗透率张量，结合单向流动法研究不同缝隙宽度时树脂的流动行为，并进行充模过程仿真模拟，研究和预测边缘效应对充模流动的影响。实验发现较小的缝隙也会对边缘的流动产生干扰，根据等效渗透率进行的仿真模拟与实际充模过程吻合较好。     

超声处理对RTM工艺成型浸润性的影响

RTM工艺成型过程中树脂对纤维增强体的浸润是非常重要的，浸润不好将导致RTM成型复合材料中产生缺陷，这将降低复合材料的力学性能．在RTM成型过程中采用了超声处理技术，探讨了超声处理对树脂的黏度、表面张力、RTM工艺成型浸润性及复合材料的力学性能的影响．实验结果表明：超声处理使树脂的黏度和表面张力降低，RTM浸润性改善显著，从而提高了复合材料的力学性能．     

液态树脂高速旋转模塑成型工艺研究

介绍了一种高速旋转模塑工艺成型纤维增强树脂基复合材料制品新工艺,研究了该工艺方法及成型原理.对膜腔内树脂的流动行为进行了理论分析,并采用有限元软件ANSYS对膜腔内树脂的流动进行了模拟,得到了膜腔内各时刻树脂流动前沿及充模完成时间,为设定合适的工艺参数提供了依据.     

RFI工艺过程的数值模拟

针对RFI工艺过程中的树脂在复杂形状预制件中的流动行为和固化过程进行数值分析，分别编写了基于控制体／有限元法和基于纯有限元法的流动模拟程序和固化程序。通过计算实例可见，所编写的有限元程序能很好地预测充模时间、各个时刻树脂的流动前沿位置、模腔中的压力分布和温度分布，树脂的固化反应程度及粘度变化情况。这对于优化成型工艺参数、控制残余应力以及提高产品质量具有重要的指导意义。     

汽车保险杠树脂传递模塑工艺充模过程的数值模拟

首先建立了汽车保险杠树脂传递模塑充模过程的三维数学模型;然后利用有限元/控制体积法对该模型进行了数值模拟,并对树脂在模腔内的流动进行了表述;最后优化出该成型工艺的最佳工艺条件:前期注射压力设定在0.4 MPa以下,后期注射压力设定为0.6—0.8MPa,合理树脂黏度为0.15 Pa.s左右。采用该工艺条件可有效降低制件的气泡缺陷。     

关于RTM工艺过程树脂渗流的几个重要问题

介绍了RTM工艺过程,给出了树脂流动过程控制方程,讨论了RTM工艺过程树脂渗流存在的主要问题,给出了“边缘效应”渗透率等价计算公式及二维各向同性、正交各向异性、各向异性增强纤维介质渗透率计算方法,概述了多层介质渗流问题。模拟多层介质渗流时 应注意各纤维层渗流速度不一致。     

用贴体坐标法模拟RTM工艺树脂流动过程

为了深入了解RTM工艺树脂流动过程，在达西定律的基础上建立了树脂流动控制方程，采用贴体坐标/有限差分法模拟了树脂渗流过程，得到了不同时刻树脂流动前沿曲线以及压力场分布，计算结果与其他研究结果通过数值模拟吻合良好，确定了排气孔位置及树脂充满模具所需要的时间。     

数值模拟技术在气体辅助注射成型过程中的应用

基于粘性流动力学基本方程,针对气体辅助注射成型的特点,提出合理的假设并进行必要的简化,建立描述气体辅助注射射成型充模流动过程的数学模型,进而采用有限元／有限差分混合算法进行数值求解。在对移动边界的处理采用控制体积法对充模过程中的两类移动边界：熔体前沿、熔体－气体边界进行跟踪,从而实现气体辅助注射成型充模过程的数值模拟。     

数值模拟技术在气体辅助注射成型过程中的应用

基于粘性流体力学基本方程,针对气体辅助注射成型的特点,提出合理的假设并进行必要的简化,建立描述气体辅助注射成型充模流动过程的数学模型,进而采用有限元／有限差分混合算法进行数值求解。在对移动边界的处理采用控制体积法对充模过程中的两类移动边界：熔体前沿、熔体—气体边界进行跟踪,从而实现气体辅助注射成型充模过程的数值模拟。     

RTM多孔注射工艺压力场研究

介绍了RTM工艺过程及特点 .假定树脂为不可压缩流体 ,在达西定律的基础上建立了RTM工艺树脂渗流控制方程 ,采用镜像法与叠加法对树脂渗流控制方程进行求解 ,得到了各向异性均质多孔介质中树脂渗流场压力分布的解析解 ,进而可以求出模具内任一点压力值 ,为RTM工艺模具设计、优化参数提供了理论依据     

盒型注塑件的几何构型与CAE分析

基于Hele-Shaw流动数学模型,给出了构造3D注塑件CAD模型并向CAE模型转换的方法和技术,通过对注塑件进行有限元网格的剖分以及注塑成型过程的数值模拟,得到了减少塑件充模流动型缺陷、改进熔体充模效果及产品设计的技术方法。     

低压片状模塑料模压工艺参数研究

对结晶不饱和树脂增稠聚酯模塑料的中温低压模压成型工艺进行了研究。通过差热分析度固化度测试确定了中温模压温度，通过螺旋流动长度试验确定了低压成型压力，通过热模内模塑料粘度测试确定了加压时机，进而利用正交实验方法确定了模压成型的最佳模压温度、加压时机、合模时间度保压时间。结果表明结晶树脂增稠聚酯模塑料不但在热模内具有良好的流动性，可在1．6MPa的低压下成型，且在此工艺条件下模压制品具有良好的力学性能。     

数值仿真注塑充模过程

使用CFD软件Polyflow,数值研究了注塑机注射充模过程中模具型腔内聚丙烯熔体的二维非等温流场,分析了不同时刻模具型腔内熔体的速度、压力、温度和剪切速率分布。研究结果表明,在充模过程中流场的各个物理量变化比较均匀,在流动前沿温度较高、压力最小。在充填过程的不同时刻,随着时间的增加,熔体的平均压力不断升高、平均温度不断降低。不同熔体的注射温度影响模具型腔内熔体的流场。较高的注射温度升高熔体平均温度,减低模腔熔体的平均压力,使熔体的粘度降低,改善熔体的流动性。研究结果对注塑机模具的设计和注射充模工艺参数的选择有一定的理论指导意义。     

顺序注塑工艺对塑件成型质量的改善

从理论上分析了多浇口成型分子的流动取向,并显示多浇口成型过程中熔接痕的形成位置。以汽车车门内饰板为例,针对传统的3点进浇成型容易出现的缺陷,利用Moldflow软件模拟其针阀控制顺序充模过程,对顺序注塑工艺和浇口开关时间进行初步优化,在熔体温度200℃,模具温度40℃,冷却时间20s的工艺条件下,分别在第1个浇口开启1.2s和1.6s后开启第2个和第3个浇口,通过对比锁模力、填充时间、熔接痕、变形等成型结果,验证了顺序注塑工艺能显著改善塑料件缺陷。用于实际生产中,可以获得高质量的塑件。     

聚苯乙烯注塑成型制品双折射行为模拟分析

建立了模拟聚合物注塑成型过程中流动应力的数学模型.利用Leonov黏弹性模型对聚苯乙烯熔体在非等温幂率稳态剪切流下的流动行为进行模拟分析.并研究了聚苯乙烯在注塑成型填充过程中,由于流动而产生的剪切和拉伸作用以及模腔内聚合物熔体的温度变化对制品双折射行为的影响,得到了与实验相符的结果,证明了本研究中模拟方法的可行性.     

多模光纤微弯压力传感器在真空辅助成型工艺中的应用

真空辅助成型是一种新型的低成本复合材料成型工艺.在成型过程中,压力控制对产品的成型质量起着重要作用.分析光纤微弯传感器在树脂基复合材料成型过程压力检测中的应用条件,以及真空辅助成型工艺环境对光纤微弯传感器测试结果的主要影响.实验结果表明:光纤微弯传感器在单层真空袋的液体成型过程中,同时受到成型过程中的压力变化导致光纤弯曲和由于树脂包裹引起折射率变化两个因素的影响.以此为基础实现对复合材料真空辅助成型工艺中压力与树脂流动前锋的测量.     

车门内饰板本体注射模具浇注系统的优化设计

利用moldflow软件模拟注射成型车门内饰板本体的熔体充模过程,通过对注射时间、注射压力、成型锁模力、熔接痕强度、塑件变形和材料利用率等指标的综合对比分析,优化了注射模具的浇注系统设计方案。实践表明,按优化方案注射成型内饰板本体,其熔体充模状况与充模结果同Moldflow的分析预测吻合,塑件的成型质量满足技术要求。