基于表面張力和流體壓力耦合分析的樹脂傳遞模塑過程的細觀模擬

       樹脂傳遞模塑工藝(R TM)是纖維增強聚合物基復合材料的重要制備工藝之一。當樹脂的宏觀、細觀流動前沿不一致時易于形成孔隙缺陷，從而降低復合材料性能。文中根據R TM工藝過程特點，建立樹脂在纖維束間流動的軸對稱模型，進而根據流體力學和表面科學，建立樹脂流體的表面張力和流體壓力耦合分析的方法，并采用流體體積函數(VO F)方法追蹤流動前沿，分析溫度、纖維束間距、流動速度等工藝參數對流體壓力和前沿的影響規律。

       R TM工藝是纖維增強聚合物基復合材料的重要制備工藝之一。樹脂在纖維預成型體中的流動分為樹脂在纖維束之間的宏觀流動和在
纖維束內纖維絲之間的細觀流動，當宏觀、細觀流動前沿不一致時易于形成宏觀孔隙或細觀孔隙。研究工作表明，細觀孔隙含量每增加1%，材料的層間剪切強度、彎曲強度等力學性能下降將超過50%。采用真空輔助的方法可以減少孔隙的含量，但不能完全解決子L隙和浸潤不良等問題。

       目前，大部分研究工作將樹脂在模腔內的充填過程看成牛頓流體在多子L介質中的滲流過程，進而采用達西定律模擬樹脂在整個模
腔內的流動前沿，并預測可能未完全浸潤的區域。某些學者開展了束內、束間的流動模擬，研究表面張力對樹脂流動行為的影響，分析孔隙形成的影響因素。

       本文根據R TM工藝過程特點，建立束間流動的軸對稱模型，分析溫度、纖維束間距、流速等工藝參數對流體壓力和前沿的影響規律。

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