1、真空輔助樹脂傳遞模塑(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding,簡稱VARTM)工藝是在樹脂傳遞模塑(Resin Transfer Molding,簡稱RTM)工藝基礎上發(fā)展起來的。VARTM工藝是制備先進高性能且低成本的復合材料液體模塑成型(Liquid Composite Molding,簡稱LCM)技術,是一種環(huán)境友好型的制作大尺寸復雜結構并能夠一次性成型帶有加筋、夾芯、預埋件的大型構件的理想工

2、藝。該工藝技術中真空負壓不僅為樹脂的充填流動提供了驅動力,而且還排出了纖維織物增強材料及模腔內(nèi)的氣體和水分減少了制品中的孔隙等缺陷,可生產(chǎn)出綜合性能優(yōu)良的復合材料制件。
　　本文對纖維增強復合材料 VARTM工藝的樹脂充填行為進行了較系統(tǒng)的數(shù)值模擬和實驗研究,為縮短成型周期、提高制品質(zhì)量提供了理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結果總結如下:
　　首先,對 VARTM工藝中使用的乙烯基樹脂體系流變性能進行了系統(tǒng)性研究,分析了其動態(tài)粘度特

3、性、等溫粘度特性以及溫度對其發(fā)生凝膠固化鉸鏈反應的影響,并對實驗中測得的數(shù)據(jù)進行數(shù)值分析擬合處理,得出了乙烯基樹脂體系的粘度預測數(shù)學計算模型。
　　其次,系統(tǒng)的研究了纖維織物增強材料及導流介質(zhì)的滲透性。對單軸向(0°)、雙軸向(±45°)和雙軸向(0°/90°)三種纖維織物的滲透率進行了實驗研究,還對實驗中所使用的 VI160型導流介質(zhì)的滲透率進行了實驗測試,為數(shù)值模擬與實驗研究提供了滲透率數(shù)據(jù)。
　　接著,借助專業(yè)的樹脂傳

4、遞模塑工藝數(shù)值模擬分析軟件 RTM-Worx,對VARTM工藝中樹脂充填行為進行了數(shù)值模擬分析,并搭建了VARTM工藝樹脂充填的可視化實驗研究平臺;通過數(shù)值模擬結果與實驗測試結果的對比分析,系統(tǒng)地揭示了五種工藝參數(shù)(樹脂粘度、注射方式、真空壓力、導流介質(zhì)和纖維織物的鋪層數(shù))對樹脂在纖維織物增強材料中的充填流動行為的影響規(guī)律,為工藝的制定應用提供了參考依據(jù)。
　　最后,通過 VARTM工藝制備了纖維織物增強體的編織方式分別為單軸向(

5、0°)、雙軸向(±45°)和雙軸向(0°/90°)的三種纖維織物的不同鋪層數(shù)(3、6、9和12層)的纖維增強復合材料板,并進行了纖維織物增強材料的鋪層厚度和編織方式對復合材料板中的纖維體積分數(shù)和孔隙率的影響實驗研究。實驗測試結果表明,隨著纖維織物鋪層數(shù)的增加制品中的纖維體積分數(shù)含量呈現(xiàn)出增大的趨勢,制品中的孔隙率含量呈現(xiàn)出降低的趨勢。單軸向(0°)織物制品中纖維體積分數(shù)含量最高,約為51.85％;而雙軸向(0°/90°)布織物中最低,約