Mold Filling Analysis in Vacuum Infusion Molding Process Based on a High-Permeable Medium

The objective of this paper is to understand the flow mechanism through visualization experiments and discuss theinfluence of process parameters on mold filling process. A 2D leakage flow model is developed to simulate the moldingprocess, and the simulation results show good agreement with experiments.

Vacuum Infusion Molding Process Part 1:VIMP Based on a High-Permeable Medium

The visualization experiments were carried out to investigate the permeability of the high permeable medium (HPM) and the roles of the peel ply and the HPM in the mold filling.The influence of process parameters on mold filling is discussed.Furthermore,the whole vacuum infusion molding process (VIMP) procedure is introduced in detail taking the manufacture of a model boat for example.

Vacuum Infusion Molding Process (Part 2 VIMP Based on Grooves)

The optimal parameters for flow grooves and supply grooves were determined by a series of experiments,and the influences of various molding conditions on the mold filling process were analyzed.Furthermore,the whole VIMP procedure based on grooves was introduced in detail taking the manufacture of a sandwich panel as an example.

隧道初期支护模袋混凝土抗压强度试验研究

为研究隧道新型支护模袋混凝土的抗压强度,设计了高流态混凝土配合比,对4个不同试验工况的混凝土试件,以3,7,28 d抗压强度为考察指标,分析在相同排水条件下模袋以及在相同模袋条件下有压排水对于混凝土抗压强度的影响。对比分析养护龄期对不同试验工况混凝土抗压强度的影响,揭示了不同试验工况混凝土破坏形态。结果表明:模袋对混凝土抗压强度影响不大,但可以提高其整体变形能力;有压排水可大幅度提升混凝土抗压强度,且提升随养护龄期增长呈现先增加后减少的规律;不排水混凝土抗压强度前期增长较慢后期较快,而有压排水混凝土恰好相反;无模袋混凝土破坏时形成两个对顶的角锥形破坏面,有模袋混凝土破坏时裂缝沿着平行于力的作用方向产生,但两者边缘都有贯穿裂缝。研究成果可为探究模袋混凝土力学性能及强度试验方法提供一定参考。

编织袋真空吸盘吸附能力与抓取排布策略

柔性集装袋的稳定抓取是上料过程的重要环节,集装袋的抓取质量对后续包装工艺影响极大。为此,研究了真空吸盘对集装袋抓取质量的影响。使用真空吸附原理,通过设计气动真空系统并观察数显压力表中数值变化,建立吸附-悬垂理论模型并进行实验测量。研究真空发生器数量、吸盘数量与真空度的变化规律以及吸盘自身轴、径向变形失效临界参数,确定布局方式。最终,确定了抓取时真空度不得低于45 kPa,吸盘沿轴、径向变形失效临界值分别为4 mm、5 mm,为同类型柔性抓取提供了参考。

钢波纹板-模袋混凝土支护结构及其在圆形竖井中的应用研究

为探究钢波纹板-模袋混凝土支护结构的施工工艺及其应用效果,通过室内单轴压缩试验研究加压排水工艺对不同养护龄期模袋混凝土强度的影响规律;然后,建立三维有限元数值模拟,开展钢波纹板-模袋混凝土支护结构第2阶段现场工艺试验,验证其结构和工艺的可行性及工程效果。结果表明:1)加压排水工艺可以显著提升模袋混凝土的早期抗压强度,轻质量模袋在加压排水中对模袋混凝土抗压强度的提升效果最佳;2)模袋混凝土能够有效地填充钢波纹板与开挖面间的空隙,模袋有助于混凝土气体与水分的排出,从而缩短凝固成型时间;3)混凝土灌注过程对钢波纹板受力影响轻微,各块波纹钢构件在工作状态下均匀受力;4)类似工程中推荐应用轻质量的涤纶长丝纺粘针刺非织造土工布模袋。

整体化“E”形复合材料框成型工艺设计

随着航空先进复合材料应用愈发广泛,复合材料零件的形式逐渐增多,应用也愈发广泛,框是飞机的重要组成部分,常用作机身隔框或其他骨架零件,其直接影响着飞机的外形准确度和结构承载能力,“E”形复合材料框的巧妙设计和尝试提高了复合材料框的整体化水平,避免了金属框类零件难加工、疲劳性差等缺点,分析此“E”形复合材料框零件的结构特点,基于真空袋-热压罐成型方法,阐述了该类零件成型的工艺难点和关键控制点,巧妙设计成型工装方案,严格控制工艺操作流程,制造出内部质量好、外形尺寸精准、外观良好的复合材料“E”形框零件。

基于抽真空系统的继电器线圈BMC热固性塑料模具结构设计

对于原有BMC继电器线圈模具的外观较差、线圈断线丝、生产效率及合格率较低等问题,设计了一种1模16腔布局的上、下双顶出系统的压注模具,通过抽真空系统结构的设计将注塑压力从原充填压力19~42 MPa降低至22~25 MPa,成型件采用电加热及电阻测温方法,上模镶件的温度控制在148~151℃之间,下模镶件的温度控制在148~151℃之间,通过实际生产验证抽真空系统的效果。该改进方案使不合格品率从0.08%降低至0.015%,生产效率提高了20%。结果表明,该模具通过抽真空系统的应用提高了模具的可靠性及稳定性,满足自动化数字化生产线的要求,并且,提高了生产效率与产品的合格率。

基于工业机器人的注塑加工嵌件及成品取放自动化产线设计

以塑料椅子扶手注塑加工为研究对象,针对传统注塑加工嵌件埋入及下料工作中人工操作劳动强度大、效率低、安全性差的问题,设计了基于工业机器人的椅子扶手注塑加工垫片嵌件埋入,扶手成品取放、检测及输送自动化产线。完成了产线的整体方案设计,重点开发了椅子扶手垫片取放夹具、扶手成品取放夹具以及垫片送料装置,搭建了以PLC控制为主,机器人控制为辅的控制系统,组建了触摸屏人机交互界面,并对自动化产线中常见问题进行了分析,给出了解决策略。经过实践测试,将机器人应用到椅子扶手注塑加工自动化产线中,生产效率提高了1.18倍,产品合格率提高了9.92%,人工数减少到一半,降低了劳动强度,增强了操作安全性、可靠性。

基于真空导入工艺的大尺度复合材料异型构件成型技术研究

研究了大尺寸复合材料水滴形截面异型构件的成型工艺。在达西定律的基础上采用实验法测得了玻璃纤维织物渗透率,建立了树脂浸润过程的仿真模型。采用仿真软件对典型构件一体成型充模过程进行仿真分析,分别对中心点注射、中心线注射、单边注射和多线程接力注射方案进行探讨,仿真结果表明,多线程接力注射方案可有效缩短充模时间,满足树脂适用期内完成充模的要求,并达到100%充模率。采用多线程接力注射方案制备了典型构件样机,实际充模时间与理论计算相差约10%,对生产实践具有指导性意义。

模具真空热处理

热处理是保证模具性能和寿命的关键环节,真空热处理具有无氧化、无脱碳、可脱脂脱气、表面质量好和热处理变形小等优点,广泛应用于模具的热处理。首次修订的标准GB/T 22561—2023真空热处理规定了金属材料在真空状态下热处理设备、工艺过程与工艺规范等要求,有利于指导和规范模具真空热处理生产,提高模具质量,推动我国模具工业高质量发展。

电泳烘烤对EP/CF及EP/CF/GF复合材料力学性能的影响

采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺制备了不同铺层方式的碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP):环氧树脂/碳纤维(EP/CF)和环氧树脂/碳纤维/玻璃纤维毡(EP/CF/GF)复合材料,重点研究了不同铺层纤维体系的CFRP渗透率以及电泳烘烤前后的力学性能变化,探究了其失效机理。结果表明,[±45°]铺层方式有利于体系中树脂的浸润,且加入GF能够明显提高体系的渗透率;电泳烘烤后,CF[0/90°]、CF[±45°]和CF/GF[±45°]的拉伸强度分别下降了15.65%、12.05%和6.77%,模量分别下降了9.08%、16.39%和10.04%,而CF/GF[0/90°]的拉伸强度和模量则分别提高了7.74%和6.95%;在弯曲性能方面,电泳烘烤后CF[0/90°]、CF/GF[0/90°]、CF[±45°]和CF/GF[±45°]的弯曲强度分别下降了7.62%、8.23%、15.89%和48.39%,模量分别降低了9.23%、3.69%、17.85%和34.38%;而电泳烘烤对4种材料的压缩性能影响较小;电泳后,CF[0/90°]和CF[±45°]的储能模量、损耗模量均有一定幅度提高,CF/GF[0/90°]和CF/GF[±45°]的储能模量、损耗模量均有下降。

负压真空袋固定全上肢在乳腺癌保乳术后调强放疗中体位精度及重复性研究

目的 探讨负压真空袋固定全上肢在乳腺癌保乳术后调强放射治疗(IMRT)中的体位精度及重复性价值。方法 回顾性分析2020年10月至2022年5月乳腺癌保乳术后调强放疗患者34例,随机均分为试验组和对照组。试验组采用80 cm×120 cm真空袋全上肢塑型固定;对照组采用70 cm×100 cm真空袋上肢部分塑型固定,双手交叉置于额前。治疗前后分别获取左右(X)、头脚(Y)、腹背(Z)三维方向分次间、分次内的摆位误差(ΔP1、ΔP2);由ΔP1计算临床靶体积(CTV)至计划靶体积(PTV)三维方向的外放范围。计算当次治疗前后三维方向体表线偏移值ΔP3。两组ΔP1、ΔP2、ΔP3在同一方向上的摆位误差采用配对样本t检验;ΔP1与ΔP3在组内的相关性采用Pearson相关性分析。结果 试验组和对照组在X、Y、Z三维方向上的ΔP1进行比较,差异无统计学意义(P>0.05);试验组和对照组在X、Y、Z三维方向上的PTV外扩值分别为4.97 mm、6.31 mm、5.38 mm和8.24 mm、9.96 mm、7.52 mm,差异有统计学意义(P=0.02)。试验组和对照组在Z方向的ΔP2分别为(0.29±1.02)mm、(-0.09±1.49)mm,ΔP3分别为(-0.63±0.95)mm、(-1.05±1.35)mm,两组差异均有统计学意义(P<0.05)。Pearson相关性分析结果显示,两组ΔP1与ΔP3在Z方向均存在相关性(r=0.450,P<0.05;r=0.630,P<0.05)。结论 真空袋固定全上肢可提高乳腺癌保乳术后全乳IMRT中的体位精度及重复性,可能有一定的临床参考及推广价值。

基坑装配式内支撑高脚螺栓-模袋混凝土固支端及其承载性能

基坑工程内支撑体系中,混凝土支撑因其承载能力高、布置不受限制、端部节点现浇、整体性良好等优势得以在基坑工程中广泛使用,但混凝土支撑在设计与施工中的弊病也十分显著,存在设计截面过大、施工周期长、污染性强、成本高、浪费严重等问题。因而,针对混凝土支撑在基坑工程中表现出的优势与劣势,并结合地铁明挖车站深基坑工程的特点,设计一种装配式组合钢管混凝土内支撑,从提高端部节点刚度和强度、实现端部固定连接等角度出发,提出一种适应于地铁基坑装配式组合钢管混凝土内支撑的高脚螺栓-模袋混凝土固支端。通过阐明固支端的设计方案、构造特点和工作原理,并将其与混凝土支撑现浇节点进行对比分析,论证了由预埋钢板、空心法兰盘、模袋混凝土和高脚螺栓等特殊构件组成的固支端,在支撑体系中发挥了固定支座的作用;为建立固支端设计与验算的理论依据,通过分析固支端的力学机理、破坏模式及其演变规律,得到固支端的抗压与抗弯承载力的解析方法;为验证固支端承载性能的理论解析方法的可行性,结合数值模拟验证分析了理论与数值结果,并对影响固支端承载性能的主要因素进行参数化分析。

浅埋富水砂层隧道复合注浆治理技术研究

青岛地铁四号线张村站横通道为浅埋富水砂层,为了解决开挖过程中面临的涌水涌砂问题,采用多方法复合注浆加固技术进行治理。模袋桩布置于重点加固区外轮廓,模袋桩工法能起到桩体加固作用,同时可以控制注浆扩散,抑制地表抬升;分段钢管桩布置于重点加固区域内部,采用分段注入的方式,均匀扩散有利于加固效果,且能避免局部不均匀注浆造成的抬升问题;在中粗砂地层中,水泥浆液的渗滤效应是不可忽视的,注浆扩散半径按1.2m进行考虑,实践证明是合理的。浅埋富水砂层注浆结束后,配合真空降水,实现了隧道内的无水施工环境。钢管桩、模袋桩和注浆三种方法构成了复合加固技术,配合其他辅助工艺方法,有效解决了浅埋富水砂层的治理难题,对类似工程具有借鉴意义。

基于VARTM的碳纤维单向与三维编织混杂织物树脂灌注工艺

为探究碳纤维单向与三维编织混杂增强环氧树脂基复合材料地铁转向架侧梁的树脂灌注成型工艺,首先基于渗透率理论模型采用非饱和径向流法分别测试得到碳纤维单向与三维编织织物的渗透率。通过数值模拟的方法对典型复合材料方形管结构进行缩比建模与网格划分,并利用PAM-RTM软件对树脂灌注成型过程进行仿真分析,预测了制备复合材料方管所需的灌注时间、灌注压力以及树脂流动过程缺陷的产生。最后根据模拟的灌注方案通过真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺制备了碳纤维单向和三维编织混杂织物增强环氧树脂复合材料方管结构件。结果表明,通过PAM-RTM模拟VARTM工艺制备复合材料方管时树脂的流动,预测得到灌注时间为3897 s,VARTM工艺实际制备复合材料方管的灌注时间为4052 s,误差约为3.8%,在合理误差范围内。方管内部灌注压力随着与注胶口距离的增加而逐渐减小。模拟与实验的误差可能是由于实际铺层和灌注过程中树脂流动引起织物的剪切变形以及真空度的差异导致渗透性能产生变化。仿真模拟和实际制备复合材料方管均无明显缺陷产生,证明径向法织物渗透率的理论模型计算测试和仿真结果具有可靠性。

玻璃纤维增强聚丙烯基叠层复合材料的力学性能

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(GRPP)具备优异的刚性,但韧性较差;而聚丙烯(PP)的韧性好,在机械外力作用下不易损伤变形。把PP和自增强聚丙烯(SRPP)两种材料分别用作夹芯结构,GRPP用作蒙皮结构,采用真空袋压工艺制备“三明治”叠层复合材料。利用万能试验机等设备测试夹芯同厚度占比下GRPP/PP和GRPP/SRPP两种复合材料的拉伸性能、弯曲性能和层间剪切性能。试验结果表明,全PP材料的引入增强了GRPP的整体韧性,但都会损伤GRPP的原有刚性。同厚度占比下,SRPP对GRPP拉伸模量的保留率比PP高15%;SRPP对GRPP弯曲模量的保留率比PP高5%;但GRPP/SRPP的层间剪切强度(13 MPa)低于GRPP/PP的层间剪切强度(17 MPa)。

低孔隙率真空袋压预浸料工艺研究

采用恒神自研的TF2218树脂搭配恒神自研的HF30B(T700级)碳纤维制备出低孔隙率真空袋压预浸料,并对其含浸工艺和固化工艺进行研究。研究发现,在满足预浸料铺贴工艺性的前提下,预浸料含浸程度越低,最终制件的孔隙率越小,力学性能越高,与低含浸度相比,高含浸度制件力学性能下降了12%左右;同时固化时导气材料的存在能够对制件质量和力学性能产生一定帮助,导气材料的存在使得力学性能提高了4%左右。

LAZ811合金水冷凝固工艺设计与组织性能研究

对LAZ811合金水冷凝固模具与工艺进行了探索,主要包括熔铸工艺分析、水冷模具的结构设计及浇注参数的确定,并制备出了LAZ811合金铸锭。结果表明:真空感应熔炼+氩气保护,合理的水冷模具结构能够使合金快速凝固,有效防止铸锭内部缩孔及缩松的形成,并获得组织细小、拉伸性能优良的镁锂合金材料,并适用于类似合金的生产。

厚壁塑件注射成型排气不畅的解决方法

注射成型过程中的排气不畅易导致塑件产生缺料、烧焦等成型缺陷,以某汽车用操纵手柄为例,对如何解决厚壁实心塑件在注射成型过程的排气不畅现象开展了理论和试验研究。研究结果表明,模拟分析可有效预测排气不畅的大致位置;合理的分型面布置有利于分属动、定模型腔的气体同步排出,对排气不畅现象的改善有明显效果;抽真空是解决排气不畅、提高微细结构(麻纹表面)注射成型复制度的必备措施。