本文關鍵詞：縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復合材料VARTM工藝樹脂充填分析

  更多相關文章： 縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu) 復合材料 VARTM 縫合參數(shù) 加強筋

【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制成的高性能復合材料�？p合技術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�？p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PAM-RTM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結(jié)構(gòu)復合材料打下基礎。
【關鍵詞】：縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu) 復合材料 VARTM 縫合參數(shù) 加強筋
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB332
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 前言9-10
• 1.2 夾芯結(jié)構(gòu)復合材料發(fā)展概況10-16
• 1.2.1 夾芯結(jié)構(gòu)復合材料種類11-12
• 1.2.2 夾芯結(jié)構(gòu)制備方法12-14
• 1.2.3 夾芯結(jié)構(gòu)復合材料的應用14-16
• 1.3 縫合復合材料概述16-20
• 1.3.1 縫合技術工藝特點16-17
• 1.3.2 復合材料縫合方式17-18
• 1.3.3 縫合技術在泡沫夾芯結(jié)構(gòu)的應用18-20
• 1.4 VARTM工藝數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀20-21
• 1.5 課題來源與本文研究內(nèi)容21-22
• 1.6 本章小節(jié)22-23
• 第二章 縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復合材料VARTM工藝樹脂充填實驗23-28
• 2.1 引言23
• 2.2 主要實驗原材料及儀器設備23-24
• 2.3 預成型體的縫制24-25
• 2.4 預成型體VARTM工藝樹脂充填25-27
• 2.5 本章小節(jié)27-28
• 第三章 縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復合材料VARTM工藝樹脂充填分析研究28-60
• 3.1 引言28-29
• 3.2 PAM-RTM軟件介紹29-30
• 3.3 預成型體模型30-34
• 3.3.1 樹脂在泡沫中流動等效模型31-32
• 3.3.2“條狀模型”相關參數(shù)計算32-34
• 3.4 建立模擬模型及網(wǎng)格劃分34-35
• 3.5 模擬計算35-36
• 3.6 數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果對比分析36-41
• 3.7 導流網(wǎng)對樹脂充填影響41-46
• 3.7.1 實驗方案設計41
• 3.7.2 實驗過程41-42
• 3.7.3 實驗結(jié)果分析42-46
• 3.8 縫合參數(shù)對樹脂在預成型體中流動充填的影響46-58
• 3.8.1 行距變化對樹脂充填過程的影響47-48
• 3.8.2 針距變化對樹脂充填過程的影響48-51
• 3.8.3 縫針直徑對樹脂充填過程的影響51-52
• 3.8.4 泡沫芯板厚度對樹脂充填過程的影響52-54
• 3.8.5 纖維面板厚度對樹脂充填過程的影響54-57
• 3.8.6 縫合方向?qū)渲涮钸^程的影響57-58
• 3.9 本章小節(jié)58-60
• 第四章 帶加強筋縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復合材料VARTM工藝樹脂充填研究60-72
• 4.1 引言60
• 4.2 帶加強筋縫合泡沫夾層結(jié)構(gòu)復合材料VARTM工藝數(shù)值模擬60-66
• 4.2.1 樹脂在泡沫芯板中的流動60-61
• 4.2.2 加強筋板模型的參數(shù)計算61-64
• 4.2.3 模型建立64-65
• 4.2.4 VARTM工藝充填模擬計算65-66
• 4.3 帶加強筋縫合泡沫夾層結(jié)構(gòu)樹脂充填實驗66-67
• 4.3.1 實驗材料及設備66
• 4.3.2 實驗過程66-67
• 4.4 模擬與實驗結(jié)果對比分析67-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 第五章 結(jié)論與展望72-75
• 5.1 結(jié)論72-73
• 5.2 展望73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-80
• 攻讀學位期間的研究成果80

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本文編號：562094