縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復合材料VARTM工藝樹脂充填分析.pdf

1、摘要I摘要縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復合材料是由上、下層纖維面板及中間泡沫芯板組成的夾芯結(jié)構(gòu)預成型體經(jīng)過縫線縫合后，再通過相應的液體模塑成型技術(shù)制成的高性能復合材料。縫合技術(shù)的使用可以有效的防止纖維面板及其與泡沫芯板的分層，泡沫芯板可提高整個復合材料板的抗彎曲強度。縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復合材料作為一種綜合性能優(yōu)良的的復合材料，現(xiàn)已廣泛的應用在航空、航天、汽車及船舶制造等領(lǐng)域。真空輔助樹脂傳遞模塑成型（VARTM）工藝具有模具簡單、可操作性強、污染少及

2、可成型大尺寸部件等優(yōu)點，因此采用該工藝對縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)預成型體進行樹脂充填，可制備出高質(zhì)量的復合材料制品。本論文著重對縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復合材料VARTM工藝樹脂充填過程進行研究，展開具體的實驗并對充填過程進行數(shù)值模擬，得出最優(yōu)的工藝參數(shù)為制備高質(zhì)量復合材料提供指導。相應的研究工作及結(jié)論如下：首先，進行具體的充填實驗，縫制泡沫夾芯結(jié)構(gòu)預成型體并進行VARTM工藝樹脂充填，驗證實驗方案的可行性，并對充填過程中出現(xiàn)的影響預成型體樹脂浸潤質(zhì)量

3、的問題采取相應改進措施。然后，建立正確的縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)預成型體等效模型，并計算模型中泡沫芯板滲透率及孔隙率的等效值，采用PAMRTM軟件對預成型體樹脂充填過程進行模擬仿真，對比實驗結(jié)果得出采用該種模擬仿真方法的準確性及可靠性。接著，結(jié)合具體實驗及數(shù)值模擬對導流網(wǎng)的鋪放位置和縫合參數(shù)（縫合針距、行距、泡沫芯板厚度、縫針直徑、纖維面板厚度、縫合方向）變化對樹脂在預成型體中流動浸潤的影響進行研究。對比實驗結(jié)果得出，在預成型體泡沫芯板與下層纖

4、維面板之間鋪放一層導流網(wǎng)，是最優(yōu)的導流網(wǎng)添加位置。對不同縫合參數(shù)預成型體樹脂充填過程進行模擬仿真，快速的得出了各參數(shù)變化對樹脂在預成型體中流動浸潤的影響規(guī)律，為制備高質(zhì)量復合材料制品提供了重要的理論依據(jù)。最后，在中間泡沫芯板嵌入加強筋板，制備帶加強筋的縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)預成型體，對預成型體進行VARTM工藝樹脂充填并建立等效模型對充填過程進行模擬仿真，對比數(shù)值模擬及對應的實驗結(jié)果，確定數(shù)值模擬的正確性，為以后進一步研究帶加強筋縫合泡沫夾芯