利用分形理論研究纖維集合體的滲透率.pdf

1、在復(fù)合材料的成型過程中，如RTM充模過程，滲透率是描述充模過程滲透性能的一個重要的參數(shù)，可以用來表征樹脂流過纖維集合體的難易程度。同時，滲透率也是計算機(jī)模擬樹脂傳遞的重要參數(shù)，有助于對纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的工藝設(shè)計。樹脂對纖維集合體的滲透性能往往決定著復(fù)合材料部件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，深入研究纖維集合體的滲透率，弄清其影響因素，做到能夠設(shè)計和控制這些因素，將對RTM的廣泛工業(yè)化應(yīng)用起到巨大的推動作用。 本文應(yīng)用分形理論對滲透率進(jìn)行

2、研究。分形理論產(chǎn)生與上世紀(jì)七十年代，主要描述一些非常不規(guī)則的對象，對于一些不規(guī)則、無序的物體分析具有獨特的優(yōu)勢。本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：(1)根據(jù)纖維集合體的結(jié)構(gòu)特征以及分形幾何的基本理論，驗證纖維集合體的孔隙結(jié)構(gòu)符合分形特征，并應(yīng)用分形理論來研究孔隙結(jié)構(gòu)。(2)利用計盒法原理，首先對纖維集合體的截面圖像進(jìn)行處理，并利用VC++6.0編程語言編寫程序求解幾種纖維集合體的分形維數(shù)。(3)根據(jù)分形毛管模型，并應(yīng)用Hagen-Po

3、iseulle方程和達(dá)西定理建立滲透率的分形分析模型，得到滲透率的分形分析解通式。并通過實驗得到纖維集合體滲透率的實際值，與理論值進(jìn)行對比，驗證滲透率分形模型的正確性。 通過分析，得出結(jié)論：(1)在纖維集合體中，包括宏觀孔隙和微觀孔隙。這些不規(guī)則孔隙的大小和分布與沙灘的孔隙的微觀結(jié)構(gòu)以及地球上的島嶼和湖泊的分布十分相似，因此我們認(rèn)為纖維集合體中的孔隙的大小和分布具有分形特征，也可以應(yīng)用分形理論來計算。根據(jù)計盒法，通過VC++6.