题目：集束纤维与织物渗透特性测试条件及其影响因素

随着复合材料成型技术的发展，液体成型工艺作为一种先进复合材料低成本化制造技术，具有适宜大型复杂复合材料结构件批量化制造的特点，在航空航天领域已获得越来越广泛的应用。液体成型工艺是在一定压力下将树脂注入闭合模腔浸渍纤维增强体，树脂对纤维良好的浸润性和渗透性是获得高质量复合材料的重要前提。本文模拟典型的工艺条件，重点研究纤维集束与织物渗透测试条件与其影响因素对渗透率等的影响规律，研究结果对优化工艺参数等具有重要意义。本论文首先设计了真空压力驱动和气压驱动的流体渗透装置，考察了边缘效应控制方法并确定了合理的实验条件。利用该测试装置，实验研究了两种加压方式下s-2玻璃纤维集束的渗透特性，对比了饱和渗透与非饱和渗透，考察了压力大小、压力作用方式、液体种类对其渗透率测试结果的影响。同时，还对纤维体积分数、纤维类型和表面处理后的纤维对渗透率测试结果的影响进行了考察。此外，实验考察了的织物非饱和渗透流动的影响因素，考察了压力大小、体积分数、铺层方向、纤维种类对单向铺层非饱和渗透特性的影响。研究结果表明：对于纤维集束，压力越大，忽略毛细作用计算的渗透率与计入毛细压力的渗透率值越接近；真空测试的渗透率值大于正压；集束纤维的非饱和渗透率测试结果受流体种类影响较大，尤其在正压驱动条件下，由甘油测得的渗透率大于硅油，但真空压驱动条件下由两种液体所得的渗透率结果差异不明显。纤维体积分数增大，渗透率值减小，相同体积分数下石英纤维集束渗透率小于s-2玻璃纤维集束。对于单向铺层织物，真空压力增大，体积分数降低，垂直轴向浸渍，采用单丝直径大的纤维都会使充模区域不饱和度降低。2.5D织物的经向渗透速率较纬向大。