复合材料增强纤维渗透率测量及VARI成型工艺仿真计算研究

针对纤维增强树脂基复合材料真空辅助成型( VARI)工艺仿真计算,根据Darcy定律推导出了增强纤维渗透率的常用计算公式,并根据该公式完成了渗透率值的测量,在此基础上,针对某复杂结构模型的VARI工艺分别完成了仿真计算和验证试验,最后对计算结果与验证试验结果进行了比较,结果表明二者基本吻合,验证了工艺仿真计算的有效性.     

CBT树脂反应特性及其纤维复合材料力学性能的研究

分析了环状对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)-CBT100和CBT160两种树脂的反应特性,研究了三种锡类催化剂对CBT100树脂低粘度适用期和高温反应时间的影响,并对比了采用树脂粉末熔融浸渍成型和高温真空辅助灌注成型(VARTM)方法制备的玻璃纤维增强聚环状对苯二甲酸丁二醇酯(PCBT)复合材料的力学性能。研究结果表明,CBT160树脂高温反应速度较快,适合树脂粉末熔融浸渍相类似的成型工艺。CBT100树脂通过外加一定量的单丁基三异辛酸锡或二丁基二月桂酸锡催化剂,可以使其具有合适的适用期和反应聚合时间,适宜用于VARTM过程。含单丁基三异辛酸锡的CBT100树脂通过高温VARTM方法制备的玻纤增强PCBT复合材料的综合力学性能较好,略高于采用CBT160树脂用树脂粉末熔融浸渍成型方法制备的复合材料的力学性能。     

三维织物厚度方向渗透率研究

复合材料的液体成型特点是树脂需在复杂结构纤维预制体中流经较长的距离,故探讨树脂在纤维织物中的流动行为尤为重要。研究了三维织物厚度、纤维细度以及纤维体积分数对类树脂液体在厚度方向渗透行为的影响,并分析了相关的流动行为规律。研究结果表明:当织物厚度较小时,树脂的渗透率随织物厚度增加而迅速下降;当织物厚度达到阈值时,渗透率因织物中孔隙减少而趋于定值。当织物的纱线细度降低时,纤维束间孔隙增大,使纤维束形状和结构发生改变,故渗透率增大;当织物厚度方向的压缩量增加时,纤维束间孔隙减少,孔隙形状趋于扁平,流动通道减少,故渗透率降低。     

致密岩石液相渗透率测试方法研究

目前在用岩心液相渗透率实验标准和方法适用于中高渗储层岩心,致密低渗岩石由于抽真空饱和液相困难、回压阀压力波动大、实验压力高造成岩石压力敏感等问题,液相渗透率采用目前方法难以准确测量。     

一种测量岩心气体渗透率的非稳态方法

利用微分方程,结合达西公式,Klinkenberg关系,描述了氮气在岩心中非稳态的流动过程,推导了渗透率测量计算公式,利用此理论得出测量岩心渗透率的非稳态方法,此测试方法简单、快捷,且具有现实可行性。     

高性能机载雷达罩VARTM工艺用树脂/纤维浸润性研究

研究了采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺制造高性能机载雷达罩的TDE-85环氧树脂、间苯二甲酸二烯丙酯(DAIP)和E-51环氧树脂三种材料体系的浸润性能。结果表明,三种材料体系中,DAIP体系具有较好的浸润性能,粘度较低,最适合采用VARTM工艺制备雷达罩。     

玻纤编织布复合材料VARI工艺中树脂流动行为研究

采用可视化实验方法研究了玻纤编织布铺层真空辅助成型工艺中树脂的流动行为。结果表明,导流介质可提高树脂流动速率、缩短充模时间;边缘点浇注、树脂沿导流介质径向流动时流动前锋为抛物线且易产生白斑,树脂沿导流介质纬向浇注时流动前锋呈直线且不易产生白斑;中心点浇注只能缩短树脂沿导流介质径向流动的充模时间,整体充模时间并未得到改善;玻纤编织布为2层、4层、6层、8层时树脂流动速率相差无几。     

集成RP/RT/CAE的塑料件快速开发研究

详细介绍了快速成型和硅胶模具技术的基本工艺流程,应用Moldfow软件对硅胶模真空注型过程进行了最近浇口位置及流动性分析,并制作了真空注型件。结果表明,集成RP/RT/CAE技术可以大大缩短塑料件的开发周期、节约开发成本。     

喷涂碳纳米纤维对玻纤预制体渗透率的影响

采用真空辅助喷涂的方法制备了相对于玻纤质量分数为0.5%、2%的碳纳米纤维/玻纤复合材料,并对其饱和渗透率、不饱和渗透率进行了对比研究。结果表明:0.5%、2%碳纳米纤维的加入均使得预制体的饱和渗透率、不饱和渗透率降低;不含CNF的玻纤织物垂直Z向上的饱和渗透率约为水平Y向渗透率的20%,喷涂CNF后,下降至10%左右;当孔隙率小于47%时,喷涂CNF的预制体Z向渗透率接近0;0.5%CNF喷涂后对预制体径向不饱和渗透率影响较小,但2%CNF喷涂后,其径向不饱和渗透率约为玻纤织物基体的20%。     

纤维束及非弯折织物渗透率预测公式的研究

根据数值模拟结果,对Gebart公式进行了修正,研究了NCF单胞渗透率与结构参数的关系,得到了NCF单胞渗透率预测公式。对于纤维束,平行方向的数值结果及修正公式在较高孔隙率下比Gebart公式更接近于实验结果;对NCF单胞模型渗透率计算,与实验结果误差为5%;对5种纤维束孔隙率的NCF单胞分别进行正交试验,得到渗透率的数值结果,拟合出了预测公式;NCF渗透率预测公式结果与数值结果对四方和六方排列的平均误差为4.60%和4.57%,说明了预测公式的准确性。     

针织结构对复合材料渗透率的影响研究

本文通过研究针织结构对流体渗透率的影响,探索了一种高渗透率的玻纤针织结构织物,用以取代常用的导流网等介质,改善了VARTM工艺中遗弃物对环境造成的不良影响,节省了原材料并降低了生产成本.     

真空辅助树脂注射成型(VARI)研究进展

复合材料低成本制造工艺中,VARI是一种很重要的成型技术,本文对VARI的优点、难点、专用树脂体系、成型方法、树脂分配系统、树脂流动模拟及其国内外应用进行了综述.研究表明,VARI作为一种复合材料的低成本成型技术,已得到广泛应用,尤其是大尺寸、大厚度制件的制造.发展VARI工艺对于降低复合材料的制造成本、扩大复合材料的应用范围有很大作用.由于VARI常用于大尺寸结构件的制造,树脂充模过程的精确模拟对制品质量至关重要,目前国内对此研究仍停留在初级阶段,该方面研究需要引起重视.     

RTM工艺中纤维渗透率的研究进展

本文从渗透率测量方法、实验仪器、预制件结构等方面综述了影响纤维渗透率的几个因素,介绍了几种不同测试方法的特点,针对国内外的研究动态,提出了提高渗透率测量精度的方法和测量纺织结构增强体渗透率的方法。     

酚醛树脂对玻璃纤维的浸润性研究

为研究酚醛树脂对玻纤的浸润性能,更好地指导实际生产,考察了两种酚醛树脂和三种玻璃纤维。通过添加稀释剂和分散剂改变树脂体系的表面张力、粘度和树脂对玻纤的动态接触角,采用靶环试验测试了多种树脂体系对三种玻纤的浸润速率,筛选出浸润性能最好的树脂体系和玻璃纤维。研究表明,表面张力越低,粘度越小,树脂与玻纤的动态接触角越小,越有利于提高树脂对玻纤的浸润效果。     

玻璃纤维增强树脂基复合材料疲劳性能的试验研究

介绍了对玻璃纤维增强树脂基复合材料层合板疲劳问题的研究。试验采用MTS809液压电磁伺服疲劳试验机,对多种铺层平板试验件进行研究。试验得出不同铺层方向层合板的应力应变、疲劳寿命与加载比的关系曲线,并将试验数据与理论模型预测值进行了对比,分析了玻璃纤维增强树脂基复合材料层合板的疲劳机理。     

乙烯基酯树脂对玻璃纤维的浸润研究

为研究通用乙烯基酯树脂基体对玻璃纤维的浸润性能,考察了两种乙烯基酯树脂基体、三种玻璃纤维。通过添加助剂改变树脂体系的表面张力,以靶环实验测试不同树脂体系对三种玻璃纤维的浸润速率,采用RTM工艺灌注平板试验验证各树脂体系对玻璃纤维的浸润效果,优选出匹配性最好的树脂基体和玻璃纤维。研究表明,降低树脂体系表面张力有利于树脂对玻璃纤维的充分浸润,批产应用效果十分明显。