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玻璃纤维织物一维面内渗透率的实验研究

作　者: 邱中琦
导　师: 晏石林
学　校: 武汉理工大学
专　业: 力学
关键词: RTM 纤维预制体 一维面内渗透率 恒定流速 恒定压力
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


本文课题来源是国家自然科学基金“树脂膜熔渗成型及质量控制非等温耦合模拟理论与实验研究”,项目编号：50573060。树脂传递模塑技术(Resin Transfer Molding, RTM)是一种典型的液态复合材料成型工艺。纤维织物的渗透率是影响树脂在其中流动的重要参数,工艺过程中树脂的渗透行为直接影响产品的质量,研究纤维预制体渗透率的测试技术以及对其进行准确测定,对于实际生产过程的工艺参数优化和产品质量控制、以及开展进一步的数值仿真研究都具有重要的意义。本文重点研究了玻璃纤维织物在一维面内的渗透率测试技术、数据处理方法以及织物构成形式、孔隙率等因素对渗透率的影响。首先对纤维预制体渗透率测试装置进行了设计与加工,拟定了两种实验方案,该装置可以较方便地实现恒定流速和恒定压力注射,并实时完成对流场压力的多点测量。然后利用自行设计的实验装置,采用并行渗透测量规程,对RTM工艺中纤维预制体的一维面内渗透率进行了实验研究。在实验数据分析与处理方面,在恒定流速方案下分别采用了传统方法和分段法,而在恒定压力方案下分别采用了传统方法和分步法,通过对计算得到的预制体渗透率的比较,认为分段法和分步法充分利用了实验过程中各点的实验数据,可以对整个的充模过程进行很好的描述,具有更高的稳定性和精确性。最后分析了纤维织物的结构形式和体积百分含量与其渗透率的关系,研究表明纤维织物的结构形式对渗透率有较大影响,同种织物渗透率随纤维体积百分含量的升高而降低,但降低速率随体积百分含量的升高而逐渐减缓。本文还对恒流量和恒压力两种方案下纤维预制体一维面内渗透率进行了比较,并分析了在RTM工艺中,毛细作用和边缘效应对渗透率实验测量的影响以及对产品质量的影响。

全文目录


中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 前言  9-19
  1.1 复合材料树脂传递模塑技术  9-14
    1.1.1 树脂传递模塑技术的发展  9-10
    1.1.2 RTM工艺流程及分类  10-12
    1.1.3 树脂传递模塑技术的优点及局限性  12-13
    1.1.4 RTM工艺中渗透率系数的重要性  13-14
  1.2 国内外关于RTM工艺中渗透率的研究现状  14-17
  1.3 课题研究的意义和内容  17-19
    1.3.1 本文研究的意义  17-18
    1.3.2 本文研究的内容  18-19
第2章 增强材料渗透率的计算及实验测定方法  19-30
  2.1 渗透率的计算方法  19-25
    2.1.1 孔隙率的计算  19-20
    2.1.2 一维流动渗透率计算方法  20-21
    2.1.3 二维面内径向流动渗透率计算方法  21-24
    2.1.4 三维渗透率的计算  24-25
  2.2 渗透率实验测定方法  25-30
    2.2.1 一维单向面内渗透率的测定  25-26
    2.2.2 一维厚度方向渗透率的测定  26-27
    2.2.3 一维多模腔渗透率的测定  27-28
    2.2.4 二维面内径向渗透率的测定  28-29
    2.2.5 三维渗透率的测定  29-30
第3章 恒流下一维面内渗透率的实验测定  30-39
  3.1 恒流下一维面内渗透率的理论分析  30-31
  3.2 实验方案  31-33
    3.2.1 实验材料  31
    3.2.2 实验装置  31-32
    3.2.3 实验方法  32-33
  3.3 实验数据处理  33-34
    3.3.1 传统方法  33
    3.3.2 分段法  33-34
  3.4 实验结果及分析  34-39
    3.4.1 实验结果  34-37
    3.4.2 结果分析  37-39
第4章 恒压下一维面内渗透率的实验测定  39-53
  4.1 实验方案  39-41
    4.1.1 实验装置  39-40
    4.1.2 实验材料  40
    4.1.3 实验方法  40-41
  4.2 实验数据处理  41-43
    4.2.1 传统方法  41
    4.2.2 分步法  41-43
  4.3 实验结果及分析  43-47
    4.3.1 实验结果  43-46
    4.3.2 结果分析  46-47
  4.4 影响因素  47-48
    4.4.1 毛细压力  47
    4.4.2 边缘效应  47-48
  4.5 恒流下和恒压下一维面内渗透率的比较  48-52
  4.6 小结  52-53
第5章 总结与展望  53-55
参考文献  55-58
附录1  58
附录2  58-59
致谢  59

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料 > 非金属复合材料
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