织物纤维干湿态压缩成型特性

对干态和湿态两种工况下的碳纤维和玻璃纤维织物进行了压缩成型特性实验,利用黏弹性理论模型,分析了上述两种工况下压缩、应力松弛和回弹阶段的黏弹性曲线和黏弹性模型参数。通过分析两种工况下织物纱线压缩成型3个阶段的变形机制,阐述了产生上述差异的原因。结果表明,对于织物压缩阶段,当达到相同的最大成型压力时,湿态织物的成型厚度比干态的成型厚度略大。湿态织物的压缩时间比干态的压缩时间短,且织物规格越小,相差时间越少。湿态织物压缩阶段的时间常数小于干态织物对应值。对于织物应力松弛和回弹阶段,介质较少渗入织物间隙,织物变形过程基本相同,织物在两种工况下的成型厚度差值与回弹厚度差值十分接近。因此,湿态下织物的回弹厚度比干态下的回弹厚度略大。应力松弛和回弹阶段的时间常数基本相同。上述研究结果对纤维增强树脂基复合材料的成型工艺具有了一定的指导意义。      

快速固化环氧树脂/碳纤维复合材料的性能

利用差示扫描量热分析仪研究了一种快速固化环氧树脂体系的固化工艺参数,确定了以真空辅助树脂灌注工艺制备快速固化环氧树脂/碳纤维复合材料的成型方法,并与常规固化环氧树脂体系制备的碳纤维复合材料进行对比,采用傅里叶变换红外光谱仪对两种材料的树脂基体进行了分析,考察了两种复合材料的纤维含量、孔隙率及力学性能,最后通过扫描电子显微镜观察了快速固化树脂基体与碳纤维的界面结合性。结果表明,快速固化树脂在99℃下固化6 min后固化度可达96%,能够大幅缩减碳纤维复合材料的成型时间,以其制备的碳纤维复合材料拉伸强度比常规固化环氧树脂复合材料高11.20%,弯曲强度高16.92%,纵横剪切强度高7.44%,快速固化树脂与碳纤维界面结合性良好。     

基于孔隙控制的车身结构树脂传递模塑成型工艺设计

以典型车身结构B柱为研究对象,结合实验与仿真分析研究其树脂传递模塑(RTM)工艺的优化设计方法。研究了通过注射方式的优化控制树脂流动前沿,从而达到降低制件孔隙率和保证制件质量的目的。首先通过自制的变厚度渗透率测试模具获取所选用织物的渗透率,之后通过真空辅助RTM实验与对应模拟仿真进行对比分析来验证所采用仿真方法与渗透率数据的可靠性。最后结合充模周期与孔隙率控制理论对RTM工艺注射口分布及注射方式进行优化设计。结果表明,针对所选定车身结构,优化速率注射方式所获得的制件孔隙率最低,但充模周期较长,而基于双点注射的恒流量注射方式能较好地兼顾充模周期与制件孔隙率的要求。