RTM树脂流动模拟及其对模具设计的意义

在复合材料加工中,模具的设计和制造对整个生产过程具有决定性影响。要设计和制造出合理的模具,仅仅依赖经验是不够的,因此国内外都开展了RTM工艺的数值模拟技术研究,利用数值模拟对模具设计方案检验和优化。

如何正确使用和维护RTM树脂注射机

树脂传递模塑工艺技术（ＲｅｓｉｎＴｒａｎｆｅｒＭｏｕｌｄｉｎｇ，简称ＲＴＭ工艺）是８０年代末国际复合材料工业迅速发展起来的高技术成型工艺。我国已有不少厂家从国外引进了ＲＴＭ注射系统，随着ＲＴＭ工艺技术的广泛推广及蓬勃发展，现在国内已有相当数量的ＲＴＭ...

RTM专用混合型树脂体系研究──反应特性与工艺特性研究

本文采用乙烯基酯树脂和环氧树脂体系共混改性的方法，研究和开发具有良好工艺性、耐热性和力学性能的低成本 RTM用树脂体系。研究表明，乙烯基酯树脂和环氧树脂体系具有良好的共混特性。 DSC及粘度分析研究表明，混合型树脂体系中的乙烯基酯组份分散了环氧树脂的反应放热，有效降低了 711环氧树脂的反应速率和改善了树脂的工艺特性。使混合型树脂具有较好的 RTM工艺低粘度平台工艺性能。所研究的混合型树脂体系可用于 RTM结构复合材料构件。

RTM工艺中树脂固化温度与介电性能

RTM为闭模成型工艺,难以观察到模腔内树脂的充模与固化反应过程。利用介电分析仪对RTM工艺进行在线监测,测得了树脂固化过程中不同模具温度下树脂反应的温度及离子导电率、不同纤维含量条件下的介电常数以及不同纤维织物方式下的离子导电率。实验结果表明:固化反应放热使复合材料局部温度升高,并形成复杂的温度梯度分布;在较高温度和较低纤维含量条件下,离子导电率变化较快,对树脂固化反应的影响较大;不同织物方式的玻璃纤维对离子导电率也有一定的影响,玻璃纤维复合毡比方格布影响大。

RTM工艺专用混合型树脂体系研究——热性能与力学性能研究

本文对乙烯基酯树脂和环氧树脂共混改性的 RTM工艺专用树脂体系及其复合材料性能进行研究。共混树脂体系 RTM工艺复合材料的动态机械性能、拉伸及冲击性能研究结果表明，混合型树脂体系的复合材料耐热及力学性能接近或达到环氧树脂体系的性能，成本却比环氧树脂低 1/3以上。采用不同树脂体系的共混改性方法是研究和开发具有良好工艺性、耐热性和力学性 能的低成本 RTM工艺树脂体系的有效途径。

RTM用耐高温R802树脂工艺及性能

研究了RTM用耐高温R802邻苯二甲腈树脂黏度随温度、时间的变化,不同升温速率下的DSC特性,常、高温复合材料弯曲、层间剪切强度、树脂与纤维的界面等。黏度随时间变化曲线表明,其140℃下RTM工艺窗口不少于180 min;DSC曲线表明,在180℃时开始凝胶,固化温度203℃,后处理温度256℃;力学性能测试结果表明,R802/MT300复合材料200℃下弯曲强度保持率为103.8%,500℃下弯曲强度保持率为41.1%,300℃下层间剪切强度较常温提高18%,500℃下层间剪切强度保持率为44%,其树脂与纤维结合良好。

树脂传递模塑(RTM)工艺树脂微观流动行为数值分析

根据树脂在纤维预制体内部的流动特点,在Darcy定律基础上建立了RTM工艺树脂微观浸润过程数学模型,并对浸润过程进行了数值模拟。借助无量纲分析,研究了RTM工艺微观浸润过程的影响因素。结果表明,随着浸润过程的进行,纤维束内压力逐渐降低;降低树脂粘度和纤维含量,能够提高纤维预制体的浸润速度。浸润过程实验证实了RTM工艺数值模拟的有效性。

RTM用低黏度树脂体系的工艺窗口预测

为有效预测低黏度环氧树脂体系TQ-50的流变黏度变化规律并确定其在树脂传递模塑(RTM)工艺中的适宜工艺窗口,本文采用差示扫描量热仪(DSC)、黏度计、流变仪和凝胶时间测试仪对TQ-50树脂体系的固化反应特性、静态黏度、动态黏度和凝胶时间等性能进行了系统的研究.在实验结果的基础上,利用双阿累尼乌斯方程(Arrhenius)建立该树脂体系的静态流变模型,该流变模型与实验结果具有良好的拟合一致性,能够准确地描述TQ-50环氧树脂在较低黏度范围内的化学流变行为.利用该流变模型建立温度、时间和黏度三维预测图谱和温度、时间等黏度曲线,并对工艺窗口进行预测,为工艺参数的优化提供科学依据.研究结果表明:TQ-50低黏度环氧树脂体系的黏度低于500 mPa·s时,工艺窗口的温度可选范围为50~70℃,保持时间约为150~180 min,黏度低于200 mPa·s时,工艺窗口温度的可选范围为55~70℃,保持时间约为56~96 min,该树脂体系具有较宽的适宜注射温度范围和较长的注射时间,满足RTM工艺成型的基本要求.

RTM用改性乙烯基酯树脂体系成型工艺及性能研究

制备了三种用于RTM成型工艺的乙烯基酯树脂,分别命名为R-1,R-2,R-3。系统地研究了三种树脂体系的固化反应特性、工艺特性及其树脂浇铸体的力学性能。研究结果表明,三种树脂体系在室温(25℃)下的粘度都很低,分别为350mPa.s、80mPa.s、70mPa.s,一定温度下的粘度均能达到500mPa.s以下,且具有较长的适用期,符合RTM注射工艺的要求。分析树脂浇铸体的力学性能可以看到,弯曲强度最高可达110.05MPa,冲击强度最高可达12.27kJ/m2。最终选定R-3为综合性能最优的树脂体系。

RTM用不饱和聚酯树脂的发展概况

综述了RTM专用树脂的国内外发展概况 。

RTM成型过程中树脂/纤维界面性能表征及分析

通过测试树脂的表面张力、碳纤维的表面能以及树脂与纤维动态接触角来分析RTM成型过程中树脂/纤维界面性能,并对比分析了树脂对涂覆溶液定型剂前后的纤维浸润性能的影响。结果显示,随着温度升高,树脂表面张力降低,纤维的表面能升高,使得树脂/纤维的动态接触角变小,利于树脂浸润单丝纤维;树脂对涂覆溶液定型剂后的碳纤维织物浸润较为困难。

RTM型耐烧蚀酚醛树脂性能研究

对一种可用于RTM工艺的酚醛树脂的成型工艺性能和浇铸体性能进行研究,采用流变性能测试、热失重分析、氧-乙炔烧蚀等方法进行表征。结果表明:树脂的低黏度平台(≤800 mPa·s)长,且65~80℃的适用期均大于2 h;树脂浇铸体在800℃N2氛围下残碳率为61.38%,线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.167 mm/s和0.065 4 g/s。说明这种树脂可用作RTM注射成型且适合作为烧蚀防热复合材料的基体。

定型剂与树脂基体相容性的研究

测试了定型剂在RTM树脂中的溶解性能。研究了定型剂含量对树脂浇铸体弯曲强度、弯曲模量、冲击强度及玻璃化转变温度Tg的影响。结果表明,工艺用量的定型剂对树脂浇铸体不会产生劣化作用。

适用于RTM成型聚酰亚胺材料研究进展

综述了适用于RTM成型耐高温聚酰亚胺材料的研究进展,主要包括降冰片烯酸酐(NA)封端的PMR聚酰亚胺树脂和使用苯乙炔基封端剂合成的酰亚胺低聚物,在这其中采用苯乙炔基封端剂合成的酰亚胺低聚物具有低的熔体粘度和良好的熔体稳定性,固化交联后的聚合物及树脂基复合材料具有良好的热性能和力学性能。本文介绍了上述聚合物化学合成、结构与性能之间的关系,并对适用于RTM成型耐高温聚酰亚胺材料的应用进行了简单介绍。

缝合／RTM复合材料层合板的力学性能研究

分别采用高强玻璃纱、Keylar-29纤维和T300 3K纤维为缝合线对玻璃纤维方格布进行缝合,研究了缝合/RTM复合材料层合板的面内拉伸性能和层间剪切性能。研究结果表明,与未缝合复合材料层合板相比,缝合复合材料层合板面内拉伸性能有所降低(碳纤维缝合复合材料除外),在给定缝合密度下最大降幅为14%;缝合复合材料层合板的层间剪切性能较未缝合层合板都有不同程度的提高,在给定缝合密度下最大达到了40%,缝合可显著提高复合材料层合板的层间性能。

RTM充模过程(Ⅰ):数学模型的建立

详细探讨了 RTM成型工艺中树脂流动的充模过程 ,利用多孔介质流体动力学基本理论和达西定律对 RTM充模过程进行了深入的数值分析 ,建立了模拟

复合材料传动轴RTM工艺仿真与模具设计

为提高直升机尾翼传动轴的性能和降低其质量,提出了利用RTM树脂传递成型技术制造传动轴的工艺方法及其模具设计。根据直升机尾翼传动轴的设计要求设计了装配型的复合材料传动轴,并在RTM模拟软件中模拟传动轴的注射过程,经分析得到合理注射压力、注胶口和溢胶口的位置等工艺参数。然后,根据模拟的结果设计了传动轴的模具,对模具的基本结构和设计过程进行了较详细的阐述。最后,进行了模具制造和实验验证,实验结果与模拟结果基本吻合,对制备出的传动轴进行了性能测试,结果满足设计要求。

气囊辅助RTM制备复合材料承力筒内腔尺寸控制技术

根据气囊充压压力与复合材料承力筒内径之间的变化关系,给出了成型复合材料承力筒内表面的气囊尺寸计算方程。分析了气囊充压压力增大对承力筒的壁厚、纤维含量和弯曲性能的影响。采用气囊辅助RTM工艺整体制备出复合材料承力筒。试验结果表明,气囊充压压力使复合材料承力筒的壁厚减薄,纤维体积含量增加,弯曲性能提高;选择适当的气囊充压压力可以制备出满足设计要求的复合材料承力筒。

RTM工艺工字梁构件的模拟与实验研究

采用自主开发的RTM(树脂传递模塑)工艺3D模拟系统对航空用典型工字梁平板构件进行了模拟分析。确定中心点注射为最佳注射方式,并确定了8个合理溢料口位置,详细研究了预成型体渗透率不均匀问题对工艺的影响。对构件进行了模具制造和实验验证,实验结果与模拟结果基本吻合。计算机RTM工艺模拟对于模具开发、构件制造具有较好的指导意义。

RTM充模过程(Ⅱ):有限元分析

采用控制体有限元法对 RTM成型工艺充模过程的计算机模拟 ( )中所述数学模型进行了有限元分析 ,编制了相应的计算机程序 ,用于计算充模过程中压力场及树脂流动前锋位置 ;对一些实例进行了计算机模拟 。