1、復合材料液體模塑成型技術(Liquid Composite Molding,簡稱LCM)是指用液態(tài)樹脂直接浸潤模腔中的纖維預成型體進行成型的一類工藝.該技術可實現(xiàn)一步浸滲成型帶有夾芯、加筋、預埋件的大型結構功能件,是高性能低成本先進復合材料制備技術的主要發(fā)展方向.該文在國家863項目的資助下,系統(tǒng)地研究了LCM纖維預成型體滲透率的測量技術、計算方法、影響因素并進行了計算機仿真模擬.LCM充模過程可視為牛頓流體在多孔介質增強材料中的滲透過

2、程,纖維的滲透率決定了樹脂/纖維的浸潤,進一步地影響了固化過程及產品質量.文中首先根據達西定律建立了滲透率測量的理論模型,深入研究了不同的測試方法及主要工藝參數(纖維織物織構、纖維體積含量、充模壓力、流動速度、樹脂粘度)對滲透特性的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)多孔介質增強材料的滲透率主要取決于纖維織物的結構形式,預成型體孔隙分布及其體積分數、壓實性對滲透率有較大的影響,提高充模壓力和流動速度可以縮短充模時間,在一定程度上可以提高滲透率.測試方法和樹脂

3、粘度的影響相對較小.文中對LCM纖維增強材料預成型過程中常見的兩大纖維鋪敷缺陷——流道效應及剪切變形情況下的滲透特性進行了研究.實驗研究了纖維鋪層結構及流道縫隙的寬度對充模流動的影響,發(fā)現(xiàn)在纖維預成型體和模具壁間存在的較小的縫隙也會對邊緣的流動產生干擾,進而影響增強材料主體的滲透;對于不同的縫隙寬度,分別根據A.Hammami模型和Poiseuille模型預測邊緣等效滲透率,并進行充模過程數值模擬,與實驗結果吻合較好.實驗研究了剪切變形

4、對纖維織物滲透率的影響,發(fā)現(xiàn)剪切變形后主滲透率方向發(fā)生旋轉,主滲透率值隨剪切角增加而降低.Lai-Young模型亦能較好地預測織物變形后滲透率的變化情況,為復雜結構件充模數值模擬的剪切變形滲透率數據計算提供了理論依據.纖維預成型體的滲透率是構件成型中控制滲流方式和進行充模流動數值模擬的關鍵參數,屬于LCM工藝的基礎性研究.該論文的研究工作致力于建立滲透率與工藝參數的相互關聯(lián),解決LCM技術因滲透不良、充模不滿,廢品率高的缺點,為LCM技