RTM多孔注射工艺树脂流动过程数值模拟

介绍了RTM工艺过程及特点,给出了树脂渗流控制方程。阐述了RTM工艺应用于大尺寸,高纤维含量构件时存在的主要问题。采用贴体坐标/有限差分法模拟了双孔注射情形下树脂渗流过程,给出了不同时刻树脂流动前沿曲线,计算网格及终止时刻压力场分布,确定了排气孔位置,计算结果与其它研究结果吻合良好。     

RTM工艺树脂流动过程数值模拟

RTM工艺过程数值模拟对模具设计、工艺过程控制及参数优化非常重要。本文作者介绍了RTM工艺过程及特点,给出了树脂渗流控制方程,阐述了RTM工艺过程数值模拟存在的主要问题,采用贴体坐标/有限差分法和网格分区划分法模拟了模具内有插入物情形下的RTM工艺树脂渗流过程,给出了不同时刻树脂流动前沿曲线、计算网格及终止时刻压力场分布,确定了排气孔位置,计算结果与其它研究结果吻合良好。结果表明:贴体坐标/有限差分法和网格分区划分法适合解决复杂边界及可移动边界问题。     

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。      

复合材料厚壁连杆的RTM工艺模拟研究

采用数值模拟方法研究了一种复合材料厚壁连杆结构的RTM工艺过程,对比了其2D,2.5D,3D模型RTM树脂流动过程。结果表明3D模型模拟结果较为直观,能较准确地体现T接头处树脂三维流动的细节。对于本文所示的厚壁连杆结构,应采用3D模型来进行数值模拟,从而确定RTM成型的注胶口、出胶口位置及其他工艺参数。     

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。      

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.     

发射箱箱盖树脂传递模塑工艺有限元模拟分析

目的为了减少人力和物力资源的浪费,节约产品成本,通过有限元分析技术确定箱盖树脂传递模塑工艺(RTM)的工艺参数。方法对箱盖RTM工艺树脂流动过程进行数值模拟,对比箱盖结构在线注射-点出射和点注射-点出射工艺下,当注模压力为0.2,0.4 MPa时对应的树脂流动前锋位置和压力分布结果。结果综合成本和效率两方面因素,选择0.4 MPa作为RTM的注模压力。采用线注射-点出射工艺得到稳定的树脂流动前锋形状,能够有效预防干斑的产生。结论分析结果与实验具有较好的吻合性,能够有效指导RTM工艺中模具的设计,可降低"试错法"带来的高昂成本和低效率,对提高复合材料构件的制造水平具有明显积极作用。     

复杂形状三维薄壁构件RTM制造工艺注模过程模拟

采用有限单元/控制体积方法,编写了RTM工艺注模过程模拟程序SHELLCV。SHELLCV程序包含三角形壳元和矩形壳元两种单元,可以模拟复杂形状三维薄壁构件的RTM制造工艺注模过程,得到任意时刻的树脂流动前峰曲线、压力场分布。与解析解比较验证了SHELLCV程序的稳定性和可靠性。算例研究表明SHELLCV程序可为工艺设计:注射口和排气口的布置,合模压力提供有效的参考依据。      

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。      

基于表面张力和流体压力耦合分析的树脂传递模塑过程的细观模拟

树脂传递模塑工艺(RTM)是纤维增强聚合物基复合材料的重要制备工艺之一。当树脂的宏观、细观流动前沿不一致时易于形成孔隙缺陷,从而降低复合材料性能。文中根据RTM工艺过程特点,建立树脂在纤维束间流动的轴对称模型,进而根据流体力学和表面科学,建立树脂流体的表面张力和流体压力耦合分析的方法,并采用流体体积函数(VOF)方法追踪流动前沿,分析温度、纤维束间距、流动速度等工艺参数对流体压力和前沿的影响规律。     

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。     

RTM成型复合材料T型接头工艺参数优化与力学性能实验研究

对树脂传递模塑(RTM)成型的复合材料T型接头进行了工艺参数优化、制备及力学性能实验研究。应用流动模拟软件,对RTM成型的复合材料T型接头进行了基体流动数值模拟,确定模具最佳注射方式和出胶口位置,并优化了影响树脂充模时间的工艺参数,显著提高了RTM接头的工艺性能。根据优化工艺参数结果,制备了RTM成型的复合材料T型接头试样,并进行了拉伸和压缩试验,分析了其破坏机制。根据拉伸和压缩试验现象和结果,发现RTM成型的复合材料T型接头拉伸破坏模式主要为富树脂三角区的树脂与纤维布界面分层,其拉伸破坏主要取决于树脂基体抗剥离分层的拉伸强度;压缩破坏模式为底板中央部位的弯曲分层与折断,其压缩破坏由接头底板中的纤维布抗拉强度决定;T型接头的压缩破坏强度高于拉伸破坏强度。     

RTM快速成型环氧树脂时间-温度-转变图的构建及其碳纤维/环氧树脂复合材料评价

针对自行研制的树脂传递模塑工艺（RTM）快速成型环氧树脂,利用唯象动力学模型、DiBenedetto方程和凝胶模型研究了树脂体系的等温及非等温固化动力学,构建了时间-温度-转变（TTT）的关系图,表明树脂体系兼具较长的适用期与快速固化特性。以此设计RTM快速成型工艺,考察了树脂体系对碳纤维织物的浸润流动行为,并评价了快速成型碳纤维/环氧树脂复合材料的界面力学性能与微观形貌。结果表明,注射温度下树脂体系的浸润填充性良好,RTM快速成型碳纤维/环氧树脂复合材料的力学性能和内部成型质量较好。      

树脂传递模塑成型注模过程的光纤光栅监测

有效监测树脂传递模塑成型(RTM)的树脂注模过程对于生产大型共固化复合材料结构十分必要.本文重点讨论利用光栅传感器监测注模过程的树脂流动问题.本文在复合材料层的不同位置布置了1个温度传感器用来监测温度,2个应变传感器用来监测树脂流动前沿到达时间,试验结果表明50 min和115 min时树脂流动前沿分别到达No.1和No.2应变传感器,166 min时完成注模,此时监测温度为最低的24.59℃.光栅传感器完全可实现树脂传递模塑注模过程的监测.     

Application of the level set method to the simulation of resin transfer molding

A new methodology is presented to simulate mold filling in resin transfer molding (RTM) using a combination of the level set and boundary element methods (BEMs). RTM is a composite manufacturing process where a liquid resin is injected in a closed rigid mold containing a dry fibrous reinforcement. Process simulation is motivated by the importance of tracking accurately the motion of the flow front during the mold filling stage. The BEM solves the equation governing the resin flow and the level set method is implemented to track the resin front in the mold. This formulation opens up new opportunities to improve RTM flow simulations and optimize injection molds. The present paper focuses on isothermal resin flow in undeformable porous medium. The implementation of the numerical algorithm is described and several examples of two-dimensional filling with single or multiple injection gates are presented. The robustness of the coupling and the ability to predict accurately the position of the front by this new model are discussed. It is also shown how dry spot formation can be tracked precisely during the simulation and how a generalization of this approach allows predicting resin flow across obstacles.