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树脂传递模塑成型工艺设计及数值模拟

杨波  
【摘要】:树脂传递模塑成型(Resin Transfer Moulding,RTM)工艺是目前复合材料制造工艺中发展速度最快的工艺之一,合理的工艺参数是保证RTM制品质量的关键。目前RTM工艺参数主要靠人工设计、试验分析的方法设计和优化,工艺设计周期长、成本高、复用性差。本文在阅读国内外相关研究的基础上,将基于事例的推理技术和基于数值模拟的分析技术相结合,充分利用计算机技术来提高RTM工艺设计与分析的自动化、智能化水平,降低设计周期和成本。 在分析RTM工艺过程的基础上,总结了制件缺陷与成型工艺参数之间的关系,提出了相应解决方案。将基于事例的推理技术应用于RTM工艺设计,建立了RTM工艺成型过程的数学模型,设计了RTM工艺设计与分析系统的总体框架。 采用面向对象的表达方法,建立了RTM工艺事例的表达模型,并针对几何形状属性,实现了基于特征的几何形状属性分类。研究了相似事例检索算法,将近邻法和模板法相结合,实现了RTM工艺相似事例的检索。将数值模拟技术和基于规则的推理技术结合,提出了基于仿真的工艺参数评价与修改方法。 完成了RTM工艺充模过程的数值模拟。在分析了充模过程仿真前处理步骤的基础上,提出了RTM充模阶段数值模拟基于特征的前处理方法;基于Darcy定律建立了树脂二维等温流动压力场控制方程,采用有限元控制体积法实现了压力场的计算和树脂流动前沿的跟踪;基于PAM-RTM的充模仿真结果,分析了数值模拟技术对RTM工艺设计的指导方法。 基于上述技术,设计了RTM工艺设计与分析系统软件结构,明确了系统与PAM-RTM等支撑软件的接口,利用Visual C++6.0完成了系统的开发,并用实例验证了系统的可行性。


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