题目：XX型复合材料螺旋桨桨叶RTM成型工艺缺陷研究

树脂传递模塑成型（Resin Transfer Moulding，简称RTM）能够生产具有复杂几何形状、纤维体积含量较高的制品，同时作为一种闭模成型工艺，还具有效率高、投资少、能耗低、工艺适用性强等优点，被广泛应用到建筑、交通、航空航天等领域。但RTM工艺的大规模应用依然存在着很多问题，主要是因为RTM充模过程中空气裹入、浸润不良等，使得制品产生各种缺陷，RTM成型工艺缺陷主要有：表面质量差、起皱、气泡、分层、裂纹以及结构变形等。我国生产的XX型复合材料螺旋桨桨叶即采用RTM成型工艺，本文分别从预成型体质量、树脂性能以及RTM工艺参数三方面对XX型复合材料螺旋桨桨叶的RTM成型工艺缺陷进行了研究。本论文概述了螺旋桨的国内外研究现状以及RTM成型工艺缺陷形成问题的国内外研究现状；提出了本文的研究意义及内容。首先对复合材料螺旋桨桨叶RTM成型工艺缺陷进行理论分析。简述了XX型复合材料螺旋桨桨叶的RTM成型过程，然后分别从理论和工艺两方面对复合材料螺旋桨桨叶RTM成型工艺缺陷进行了分析。研究表明：复合材料螺旋桨桨叶RTM成型工艺缺陷是树脂充模过程中，树脂在增强材料纤维束内与纤维束间的流速不匹配导致的；从工艺角度而言，复合材料螺旋桨桨叶RTM成型工艺缺陷的影响因素，主要有几个方面：预成型体质量，树脂性能（粘度、适用期等），RTM工艺参数（注射压力、注射温度）。然后从预成型体质量、树脂性能、RTM工艺参数三方面对成型缺陷的影响分别进行研究。在预成型体质量对桨叶RTM成型工艺缺陷的影响方面，考察了预成型模具以及预成型工艺对桨叶RTM成型工艺缺陷的影响。结果表明：新预成型模具能够准确控制预成型压力、时间参数，保证预成型体的质量与尺寸精度，防止边缘突流、束间突流等非规则流动。有利于降低后期RTM成型工艺缺陷的产生，进而提高复合材料螺旋桨桨叶的最终质量。通过湿法预成型工艺与干法预成型工艺的比较，结果表明达到相同的定型效果，干法定型所需的定型剂用量要少很多，并且定型剂均匀地分布在增强织物表面，并未渗入到增强纤维内部，对后期RTM树脂的浸润渗透影响较小；另外干法定型方便操作，不需要晾置去除溶剂，大大缩短了预成型的生产周期。在树脂性能对桨叶RTM成型缺陷的影响方面，研究了XX型复合材料螺旋桨桨叶RTM用树脂3266的化学流变性能，树脂浇铸体性能以及由其制备的复合材料的性能，从而得到树脂性能对桨叶RTM成型工艺缺陷的影响。结果表明：3266环氧树脂在一定温度范围下具有较低的粘度以及较长的活化期，有利于树脂充模并浸润增强材料；同时树脂具有良好的固化反应性以及合适的后处理工艺，固化过程中不产生挥发性组分；树脂的力学性能能够满足使用要求；3266环氧树脂与G827碳布、3186碳布等都具有良好的匹配性；由此制备的复合材料具有良好的性能。在RTM工艺参数对桨叶RTM成型工艺缺陷的影响方面。考察了RTM新、旧两种工艺对桨叶RTM成型工艺缺陷的影响。其中旧工艺采用定注射压力的方法，且采用自制模具，模具为普通金属模具，由上模和下模组成，共有2个注胶口，9个出胶口，另外预成型使用旧预成型模具及湿法定型工艺；新RTM工艺采用定树脂流率的方法，模具为因瓦合金模具，由上模和下模组成，只有1个注胶口和1个出胶口，预成型使用新预成型模具及干法定型工艺。结果表明，采用RTM新工艺制备的复合材料桨叶中无显著的分层或密集孔隙缺陷，同时具有较高的尺寸精度和表面质量，能够满足使用要求，另外新模具以及新工艺能够大大提高生产效率，有利于批量生产的进行。论文的意义在于通过对桨叶内部缺陷的研究，对预成型体的制备，树脂性能，RTM充模过程的浸润等问题进行了系统的分析，认识桨叶RTM成型工艺缺陷形成的原因，特别是密集孔隙和分层缺陷的形成原因，并努力探求缺陷形成机理以及如何减少甚至消除这些缺陷。提出改进工艺方案，提高复合材料螺旋桨桨叶工艺制造的整体水平，缩短与先进国家RTM制造工艺的差距。