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《东华大学》 2014年
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真空辅助树脂注射成型技术的实验与模拟研究

张曼曼  
【摘要】:真空辅助成型工艺(VARI, Vacuum Assisted Resin Infusion)是在树脂传递模塑工艺(Resin Transferring Molding)的基础上发展起来的一种制作先进复合材料的技术。其工艺原理是,在铺有预型体的单面刚性模具上覆盖以柔性真空袋,密封后,通过抽真空排除模腔中的气体,利用真空负压的驱动来使树脂流动而实现对预成型的浸渍。它具有节约成本、产品制成率高、产品性能好、适用于大尺寸复杂构件的制备等优点。 影响VARI工艺的因素有很多,包括温度、树脂粘度、增强材料的结构及铺层方式、真空度、进出口的位置和数量等等。本课题主要选择其中的几个主要因素,如树脂粘度特性、增强材料的铺层方式、树脂注射方式等,通过实验与模拟方法来研究这些因素对VARI充模过程及结果的影响,从而优化相应的工艺参数,得出对VARI工艺过程具有指导意义的结论。 本课题主要围绕VARI工艺做了如下研究: (1)搜集并研究了VARI工艺相关文献,了解并分析VARI工艺的主要工艺原理、特点及主要影响因素,总结国内外研究及应用现状。 (2)针对VARI对树脂的要求,选择一种不饱和聚酯树脂,测量其在动态升温条件下的粘度变化,恒温状态下粘度随时间的变化,并建立相应的工程粘度模型,预测该树脂的低粘度工艺窗口,为VARI工艺的优化提供有效的参考数据。 (3)学习测量增强体渗透率的主要方法及影响因素。主要包括单向法和径向法,分析这两种方法的理论基础、计算方法及实验步骤,使用这两种方法来获取增强材料的横向渗透率、纵向渗透率及厚度方向的渗透率。 (4)研究不同的铺层方式对VARI工艺充模过程的影响。包括设计不同的铺层厚度、不同的铺层角度、不同的导流网长度等,通过对比实验,总结出这些因素对VARI充模过程的影响。 (5)分别对不对称的十字架平板构件和汽车底盘构件,设计不同的注射方式,然后采用PAM-RTM软件对其进行充模过程模拟,比较模拟结果,通过分析树脂充模过程动画、树脂充模时间分布图及压力分布图,来比较不同的注射方式对VARI工艺过程及结果的影响,并选择合适的注射方案。对不同的注射方案进行试验验证,对比模拟结果是否吻合,验证模拟的有效性。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TQ320.662

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【参考文献】
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