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题目:VIP异形结构预成型体渗透特性研究

关键词:复合材料;真空渗透成型;渗透特性;异形结构;泡沫夹芯

  摘要

树脂基复合材料凭借其比强度和比模量高、可设计性强、抗疲劳断裂性能好、耐腐蚀、结构尺寸稳定性好以及便于大面积整体成型等诸多优点,在航空、航天、风能、体育用品等领域获得了广泛的应用。本论文研究的是国外流行的真空渗透成型工艺(Vacuum Infusion Process ——VIP),VIP技术是一种先进的制造技术,它属于新型的大型复合材料制件的低成本液体模塑成型技术,是树脂传递模塑(Resin Transfer Molding——RTM)工艺的一种类型。这种技术也叫做真空辅助树脂传递模塑(Vacuum Assistant Resin Transfer molding——VARTM)。本文综述了VIP工艺的国内外研究现状,介绍了VIP工艺的特点、主要原理及主要应用领域。它主要利用真空负压排出纤维中的气体及实现树脂对纤维的浸渍。VIP工艺具有产品成型快、环保、低成本、性能好、高效率、机械性能好、低空隙等优点。本文通过对不同层数的VIP制件厚度变化规律进行研究,得到了厚度同树脂流动距离和增强纤维层数之间的经验公式,并验证了公式的可行性,并对试验过程中存在的问题和样品出现的缺陷进行了分析,探讨了改进试验的方法。本文通过对异形结构纤维预成型体渗透特性的研究,得到了不同结构的预成型体的渗透规律,并通过理论分析和计算,得到了拐角处的渗透率,对异型结构渗透率产生变化的原因进行了分析;并且对泡沫夹芯结构纤维预成型体渗透特性进行了初步研究,得到了泡沫夹芯的孔数对充模过程的影响规律。通过本文的研究,为VIP工艺条件的确定奠定了理论和实验基础。