基于表面张力和流体压力耦合分析的树脂传递模塑过程的细观模拟

       树脂传递模塑工艺(R TM)是纤维增强聚合物基复合材料的重要制备工艺之一。当树脂的宏观、细观流动前沿不一致时易于形成孔隙缺陷，从而降低复合材料性能。文中根据R TM工艺过程特点，建立树脂在纤维束间流动的轴对称模型，进而根据流体力学和表面科学，建立树脂流体的表面张力和流体压力耦合分析的方法，并采用流体体积函数(VO F)方法追踪流动前沿，分析温度、纤维束间距、流动速度等工艺参数对流体压力和前沿的影响规律。

       R TM工艺是纤维增强聚合物基复合材料的重要制备工艺之一。树脂在纤维预成型体中的流动分为树脂在纤维束之间的宏观流动和在
纤维束内纤维丝之间的细观流动，当宏观、细观流动前沿不一致时易于形成宏观孔隙或细观孔隙。研究工作表明，细观孔隙含量每增加1%，材料的层间剪切强度、弯曲强度等力学性能下降将超过50%。采用真空辅助的方法可以减少孔隙的含量，但不能完全解决子L隙和浸润不良等问题。

       目前，大部分研究工作将树脂在模腔内的充填过程看成牛顿流体在多子L介质中的渗流过程，进而采用达西定律模拟树脂在整个模
腔内的流动前沿，并预测可能未完全浸润的区域。某些学者开展了束内、束间的流动模拟，研究表面张力对树脂流动行为的影响，分析孔隙形成的影响因素。

       本文根据R TM工艺过程特点，建立束间流动的轴对称模型，分析温度、纤维束间距、流速等工艺参数对流体压力和前沿的影响规律。

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