玻纤/环氧树脂基间隔复合材料平压性能的数值模拟

在前期研究的基础上,利用有限元软件ANSYS,建立玻纤/环氧树脂基间隔复合材料的细观结构模型。利用该模型研究材料在平压载荷下的应力、应变分布和破坏模式。结果表明:从宏观角度来看,在平压载荷作用下,芯材应力、应变值最大,最容易发生失稳破坏,且断口形貌为平行直线;上下面板应力、应变值最小,最不容易被破坏。从细观角度来看,芯材的接结经纱是承载主体,树脂起次要作用;在0.5 mm平压位移载荷作用下,材料的破坏模式主要是芯材的树脂破碎、树脂与纤维严重脱粘。

E-玻纤/环氧树脂预浸料固化动力学及其动态热力学性能

为得到E-玻纤/环氧树脂预浸料的固化反应温度参数,对该预浸料进行DSC分析,利用Kissinger和Crane方程求得该预浸料的唯象型n级反应固化动力学参数,并通过T-β外推法得出了该预浸料的最佳固化温度,建立了预浸料的唯象固化动力学模型。采用模压工艺制得单层板及[0]10层合板,通过动态热机械分析仪(DMA)研究层合板的动态热力学性能。结果表明:该预浸料的固化反应表观活化能为87.8 kJ/mol,反应级数为0.93;层合板的玻璃化转变温度T g为130~133℃,[0]10层合板的损耗因子tanδ高于单层板。

玻纤/环氧树脂复合材料VARTM成型工艺仿真及实验

针对真空辅助树脂传递模塑(vacuum assisted resin transfer molding,VARTM)工艺成型玻纤/环氧树脂复合材料存在气泡、聚胶等问题,采用PAM-RTM软件对该复合材料的VARTM成型工艺进行模拟仿真。通过改变流道的设计方案,控制树脂黏度,观测充模过程中树脂的压力分布及充模时间,优化实验工艺,进而对模拟结果进行实验验证。结果表明:最佳注射方案是平行于Y轴一侧线性注入,另一侧线性排出。多线性注射虽然可以提高效率但是同时会出现交汇、聚胶等现象。充模时间随树脂黏度的增加而增加,随着充模过程的进行,黏度过高的树脂会发生部分固化,影响纤维的浸润。因此,树脂黏度控制在0.5 Pa·s左右较为合适。根据模拟优化结果,采用VARTM工艺分别制备2种典型的玻纤/环氧树脂复合材料。发现最佳注射方案,制备的复合材料表面光滑,无明显气泡、聚胶等缺陷,注射方案较好。