樹脂傳遞模塑成型工藝中預成型體滲透率預測及充模仿真.pdf

1、樹脂傳遞模塑成型工藝（Resin Transfer Molding，RTM）因其成品損傷容限高、易成型大型復雜制件等優(yōu)點，被廣泛應用于航空航天、船舶、汽車工業(yè)等領域。充模過程是RTM工藝的關鍵環(huán)節(jié)之一，該過程的設計對工藝成型質量影響大。目前國內RTM充模參數采用多次試驗的方法進行確定，該方法容易造成成本高、效率低等問題。針對以上問題，本文采用數值模擬方法對RTM充模過程進行研究，設計充模過程仿真系統。該系統的實現能夠有效降低設計成本、縮

2、短設計周期、提高成型質量。
　　本文在對RTM充模過程進行分析的基礎上，建立了充模流動數學模型。RTM充模仿真系統包含有人機交互、預成型體幾何建模、滲透率預測、充模仿真和實驗驗證這五個功能模塊。通過對五個功能模塊和仿真流程的分析，建立了系統的總體方案。隨后建立了系統的多層次體系結構和滲透率預測技術方案。
　　滲透率是RTM充模仿真的重要參數之一。本文首先建立了織物預成型體單胞內纖維束間細觀流動和纖維束內部微觀流動的統一數學模

3、型，隨后建立起不同壓縮狀態(tài)下的單胞幾何模型。通過仿真和分析不同壓縮狀態(tài)單胞的滲透率預測值，得到壓縮變形對滲透率影響的相關結論。最后通過實驗測量及數據分析，驗證了上述建模和預測方法的正確性。
　　基于VOF模型研究了RTM充模仿真方法，并通過二維算例驗證了該算法的準確性。采用控制仿真中引入匯項函數的方法建立了非飽和流動數學模型。隨后采用“從屬單元”模型和有限元/控制體積法相結合的方法，對非飽和流動進行了數值求解。通過采用兩相流技術和