嵌入加强筋的缝合泡沫夹芯结构复合材料VARTM工艺树脂充填模拟及验证

在缝合泡沫夹芯结构复合材料的泡沫中嵌入轻质的加强筋板,可以在不增加缝合密度并且在只增加较少质量的前提下,增强复合材料制品整体的强度和刚性。文中对真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺树脂在嵌入加强筋的缝合泡沫夹芯结构复合材料预成型体中充填过程进行模拟和验证研究。采用一种矩形流道模型代替沿加强筋与泡沫空隙间的树脂流动,并对其等效渗透率及孔隙率进行计算;通过PAM-RTM软件模拟了嵌入加强筋板的缝合泡沫夹芯结构VARTM工艺的树脂充填过程,并建立了流动可视化实验装置与模拟对比,结果表明模拟与实验相当吻合。而模拟与实验的结果均表明加强筋的引入可以在局部加强树脂沿厚度方向的流动,但是会延缓树脂对整个预成型体的充填。     

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。     

含夹层矿体分采过程的数值模拟研究

在鄂西铁矿开采过程中,矿体中可能存在厚度不等的夹层,采用浅孔分采爆破开采工艺,首先剔除废石夹层,再进行落矿回采.根据相关理论,设计了夹层剔除和矿石回采的爆破参数,采用数值模拟方法,模拟爆破剔除夹层废石和矿体回采的过程.研究表明设计的爆破参数能合理爆落设计范围内的岩体,且对顶板围岩不致造成过大的损害.     

Experimental Study of Thickness Gradient Formation in the VARTM Process

Although the vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) process has been the focus of much attention in the past several years, it is only recently that research tools have been developed to investigate fundamental process mechanisms associated with it. One area of concern for composites manufacturers is the ability to maintain dimensional tolerances throughout the process cycle. It has been well known that a thickness gradient forms during VARTM, leading to corresponding gradients in fiber volume fraction and the associated mechanical properties. In this work, the formation of these thickness gradients is investigated using an array of linear variable differential transformers (LVDTs) to monitor surface displacements during infusion. SMARTweave sensors are used to correlate resin flow with the surface displacements for infusions, using either a line resin source or point resin source. Software is used to display the surface displacements as a three-dimensional plot so that the entire part surface may be visualized during infusion.     

用数值模型研究RTM工艺树脂流动规律

RIM成型过程中，树脂对纤维增强体的充分浸润是非常重要的一环。本文对树脂流动过程的特点进行了研究，建立了树脂流动控制方程。采用贴体坐标/有限差分法模拟了不同时刻树脂流动前沿曲线，计算结果与其他研究成果吻合良好。     

注射成型流道温度分布的测量分析方法

树脂温度的分布对注射成型过程的充填平衡具有重要影响。由于型腔中传感器的安装空间有限,至今为止还没有合适的方法来测量注射成型过程中流道和小尺寸型腔中树脂温度场的分布。为了解决这一问题,文中设计了一套新式的移动式温度测量系统,该系统采用常规尺寸红外线传感器和红外线纤维传感器来测量注射模具流道内树脂温度场分布。测量结果显示,...     

基于混合网格方法的VARTM工艺充模仿真与实验验证

针对VARTM工艺的特点,建立了充模过程树脂流动和预成型体变形行为数学模型。提出了基于混合网格方法的VARTM充模仿真算法,在该算法中,模具型腔几何模型进行二维或三维网格划分,在每个真空袋表面单元上增加一个一维附属单元,用于在仿真过程中实时地吸收或挤出因真空袋变形而产生的局部树脂体积变化,形成混合网格仿真模型;求解过程中,对树脂流动和预成型体变形分别进行求解后,基于上述混合网格模型进行两者耦合操作,实现了仿真精度和速度的统一。搭建了VARTM充模实验平台,进行了一维充模实验,通过仿真结果与实验测量结果对比,验证了本文算法的正确性。最后,通过三维仿真算例,验证了算法对三维复杂结构和顺序浇口策略仿真的可行性。     

RFI成型工艺的数值模拟研究进展

综述了树脂膜熔渗(RFI)成型工艺数值模拟所依赖的数学模型以及核心算法的研究进展,着重总结了树脂的流动、抑制孔隙产生、热传递以及固化动力学等方面数学模型的研究进展.对这些模型的研究有利于更加深入地理解成型工艺中复杂的物理和化学变化,通过数值模拟可以预测工艺参数,从而优化整个工艺过程、缩短研发周期.     

乙烯基酯树脂体系流变特性及RTM工艺窗口预报研究

对992乙烯基酯树脂体系的流变特性进行研究。根据树脂的反应动力学特性,建立树脂的化学流变模型,模型分析结果与实验结果吻合较好。所建立的粘度模型,可有效模拟和预报树脂体系在不同工艺条件下的粘度行为,并准确预报RTM工艺的低粘度工艺窗口,为优化RTM工艺参数和保证产品质量提供必要的工艺基础数据和模型。     

A New Method to Track Resin Flow Fronts in Mold Filling Simulation of RTM Process

A new method to track resin flow fronts, referred to as the topological interpolated method (TIM), which is based onfilling states and topological relations of adjacent nodes was proposed. An experiment on the mould filling process wasconducted. It was compared with exact solutions and the experimental results, and good agreements were observed.Numerical and experimental comparisons with the conventional contour mathod were also carried out, and it showedthat TIM could enhance the local accuracy of flow front solutions with respect to the contour method when mergingflow fronts and resin approaching the mold wall were involved.     

基于过程仿真的企业模型层次分析法

把层次分析方法引入到企业模型的分析评价中，结合过程仿真技术，提出了基于过程仿真的企业模型层次分析法。介绍了面向对象的过程仿真机制，并详细地描述了经过一定扩展后的层次分析法。阐述了基于过程仿真的企业模型层次分析法在实际企业中的应用。     

高分子超滤膜表面活性层污染过程的数值模拟

在高分子超滤膜污染机理分析的基础上,结合连续性方程,建立了基于Darcy定律、对流扩散方程以及吸附动态方程的污染过程数学模型;通过有限元模拟,得到了膜厚度方向渗透通量的时间演变特点,并揭示了溶液性质以及膜物性参数对膜渗透通量的影响规律;进而分析了膜渗透通量减小的原因,可以为生产实践提供参考。     

超声振荡对多壁碳纳米管/VARTM用环氧树脂复合材料导电性能的影响

借助超声振荡工艺促进了多壁碳纳米管(MWNTs)在VARTM用环氧树脂(EP)中的分散,通过真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺制备了MWNTs/EP复合材料试样并研究试样的导电性能。结果表明,随着超声振荡时间、功率和频率的增大,不同MWNTs添加量的试样导电性能均呈现出先升高后降低的趋势。在超声振荡时间90min、功率80 W和频率45kHz附近分别达到了阈值,MWNTs的添加量仅1%就可以达到降低纯EP表面电阻率(1012Ω·cm)近4个数量级的要求。实验还运用扫描电镜(SEM)证实了MWNTs在EP中的分散情况。     

用于CIRTM工艺的环氧树脂酚醛树脂的固化工艺研究

采用动态差示扫描量热(DSC)法,研究了用于CIRTM工艺的E-44/GA327(DDM改性芳胺)环氧体系和苯并噁嗪酚醛树脂的固化过程,以及升温速率对固化体系DSC曲线的影响,并采用最佳固化温度外推法确定了两种树脂的最佳共固化制度。结果表明,苯并噁嗪固化反应表观活化能Ea为70.35kJ/mol,表观指前因子A为1.27×107s-1,反应级数n为0.897;E-44/GA327体系固化反应表观活化能Ea为44.04kJ/mol,表观指前因子A为1.78×104s-1,反应级数n为0.884。两种树脂的最佳共固化制度为140℃/240min+180℃/240min,按所确定的共注射树脂的固化工艺制备了浇铸体,苯并噁嗪和E-44/GA327的固化度分别达到了96.7%和98.3%,固化物力学性能良好,验证了固化工艺的合理性。     

树脂包覆球形SiO2颗粒制备3D打印用陶瓷/树脂复合粉体

采用球形致密的SiO₂微米颗粒制备用于3D打印的陶瓷/树脂复合粉体, 并对粉体的固化和烧结性能进行了研究。结果显示, 随着温度升高或固体含量的增加, 包覆介质的粘度逐渐增大, 最佳树脂浓度为27wt%。均匀包覆的陶瓷/树脂复合粉体具有良好的分散性、流动性(25 (s/50 g))和较大的堆积密度(45.0%)。球形颗粒堆积形成的贯通孔道和球形颗粒表面均匀的吸附能对均匀包覆过程起到了至关重要的作用。包覆层的厚度(1.1~3.7 μm)可以通过调节抽滤过程的负压进行精确控制。由于颗粒之间形成了树脂颈部, 使制备的粉体具有很好的固化强度, 固化的陶瓷生胚经1250 ℃烧结后获得了性能优异的陶瓷: 压缩强度为10.2 MPa, 弯曲强度为2.7 MPa, 烧结收缩仅5%。上述结果表明, 复合粉体在3D打印产业上具有良好的应用前景。     

A Generalized EOQ Model for Items with Weibull Distribution Deterioration

A generalized form of Covert and Philip's EOQ model with Weibull distribution deterioration is developed. Specifically, the 3-parameter Weibull distribution is used to represent the time to deterioration. It is shown that this model can be related to the previously developed simpler models. The solutions to two numerical examples are compared to Covert and Philip's solution.     

风电叶片用环氧树脂脱泡机设计与仿真分析

针对企业现有设备难以有效去除环氧树脂内部气泡的关键问题,本文设计开发了一套风电叶片用环氧树脂真空脱泡机,包括上料系统、脱泡塔、中继储罐、自密封出料系统和控制系统等部分。利用ANSYS Fluent计算软件对脱泡塔主分离区的内部流场进行优化仿真分析,结果发现主分离区入口倾角对脱泡效果有显著影响。入口倾角增大使脱泡塔内部流体空化现象明显增强,改善了环氧树脂初次破碎情况。所制备样机已在企业投入使用,获得了良好的脱泡效果,本研究为风电叶片生产企业提供了技术支撑。     

A Simulation Model for Time Measurement

A proposed simulation measurement model is developed which does not rely on the assumption that elements are random variables; therefore, it is based on the assumption that different times exist for the elements, depending upon their sequence of occurrence. By recognizing the sequential arrangement of elements, the interdependence among the elements is recognized. The proposed model includes a learning factor which reduces initial times in relation to the learning which occurs with each subsequent cycle. The model also provides flexibility for expressing the time values themselves. The mean value can still be used, but a randomly selected distribution of values or the operator's own times can be relied on whenever the analyst so desires.