1、20世紀中期出現(xiàn)的聚合物基復合材料，具有輕質高強、耐疲勞、多功能、易成型等多方面的性能優(yōu)勢，在航空航天、交通運輸、建筑化工、機械制造、體育軍械等行業(yè)或領域得到廣泛而深入的應用。近年來，在“大型飛機”國家重大專項和材料技術“結構功能復合化”發(fā)展趨勢的大背景下，樹脂傳遞模塑工藝（ResinTransfer Molding，簡稱RTM）作為復合材料先進制備技術之一，因其整體化、低成本、凈尺寸的制造優(yōu)勢而受到人們的普遍重視，極具應用前景。但在其

2、制品中經(jīng)常會出現(xiàn)干斑、孔隙等浸潤缺陷，影響產品的質量和性能。
　　 RTM制品中浸潤缺陷的形成和纖維預制件的滲透性能密切相關。作為表征纖維預制件滲透性能的物理量，滲透率是其重要性能參數(shù)之一，是計算分析流體在預制件中的浸潤行為，進而預測浸潤缺陷形成與分布所不可或缺的關鍵參數(shù)。它是由纖維預制件結構決定的函數(shù)。因此，探索預制件滲透率與其結構參數(shù)之間的相關性，建立描述兩者之間關系的數(shù)學模型，具有重要的理論意義和巨大的應用價值：既能揭示纖

3、維預制件結構-滲透性能之間的定量關系；又可以據(jù)此計算分析樹脂在預制件中的浸潤行為，預測充模時間和制品缺陷的形成與分布，進而提高生產效率、改善復合材料制品的質量和性能；還可以用來指導纖維預制件的設計、制備和使用，充分發(fā)揮復合材料的可設計性優(yōu)勢。
　　 本文首先研究綜合性能表現(xiàn)優(yōu)異、在實際中廣泛使用的無彎曲織物(NonCrimp Fabrics，簡稱NCF)預制件的滲透率。通過分析NCF的結構特點，構建了反映其結構特點的單胞模型，應

4、用流體在纖維束內部和纖維束之間的耦合流動模型描述了樹脂在預制件中的流動行為，結合Darcy定律，建立了NCF滲透率的數(shù)值計算模型并進行了驗證。在此基礎上，應用該模型研究了NCF滲透率與其結構參數(shù)的相關性，并結合局部靈敏度分析方法討論了各結構參數(shù)對滲透率的影響程度，結果發(fā)現(xiàn)：1）NCF滲透率隨纖維束滲透率的增加而增加，但纖維束滲透率對NCF滲透率影響程度較小；2）NCF滲透率隨著纖維束寬度的增加而減小，隨著纖維束高度的增加而增大，隨著纖維

5、束橢圓形邊緣長半軸長度的增加而增大，三者對NCF滲透率影響都比較明顯；3）NCF滲透率隨著纖維束之間距離的增大而增大，它對滲透率大小的影響非常明顯；4）NCF滲透率隨縫線半徑的增大而減小，而且在纖維束之間距離較大時減小的程度相對較大，但總的來說縫線尺寸的變化對NCF滲透率的影響程度較小；5）NCF滲透率隨法向壓縮程度的增大而減小，且減小的幅度很大，即NCF法向壓縮程度對其滲透率的影響非常顯著。
　　 在上述結論的基礎上，對NCF

6、的結構進行了簡化，應用理論分析方法推導出兩個不同的滲透率計算模型。其中一個模型基于對Stokes方程（描述樹脂在纖維束之間空隙中的流動行為）的解析求解，記為模型Ⅰ；另外一個模型基于微管流動Poiseuille數(shù)的計算公式，記為模型Ⅱ。通過模型Ⅰ、Ⅱ以及數(shù)值計算模型之間的比較分析，發(fā)現(xiàn)由于在推導模型Ⅰ的過程中忽略了纖維束形狀對NCF滲透率的影響，其結果不太合理，而模型Ⅱ揭示了NCF滲透率與其纖維束尺寸、形狀、纖維束之間距離、纖維束本身滲透