CRTM成型填充过程建模和数值模拟.pdf

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1、Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterMoldingandNumericalSimulationofthetillingstageofCompressionResinTransferMoldingByMinjieLuoSupervisor：Prof．ChallgyuShen，Prof．WeiCaoMaterialsProcessingEngineeringSchoolofMaterialsScienceandEngin

2、eeringApril，2014学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：罗勿量、日期：劲，弘年芗月为日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复

3、印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：罗白≯一日期：压，v年岁月摘要压缩树脂传递模塑(CI盯M)是树脂传递模塑(R1M)成型发展而来的一种先进液体复合材料成型，其特征是充填过程中树脂既在厚度方向流动，又在平面内流动。该成型与RTM成型相比可以明显减少填充时间

4、，增加纤维含量，改善制品的质量。通过填充过程的数值模拟可以分析各个参数在成型过程中的影响，从而对填充工艺进行优化，减少试模次数。本文针对产品形状分别建立了一维CRTM成型模型和二维CRTM成型模型，导出了一维成型中注射压力、锁模力等物理量的解析表达式，研究了二维成型的数值计算方法，开发了模拟程序。取得的主要成果：1)根据多孔介质内流动的Darcy定律和不和压缩流体的质量守恒原理，建立了等温过程的一维填充控制方程和相应的边界条件，运用分部积分方法导出了压力场、速率场、流动前沿、锁模力及充填时间等物理量的解析表达式。模拟结果

5、表明与传统的RTM相比CRTM成型可以明显减少填充时间。2)建立了二维CRTM成型填充过程的理论模型，运用高斯积分原理导出了相应的变分方程，建立了有限元求解压力场及控制体积法模拟流动前沿的数值计算方法，开发了模拟程序，模拟结果与文献上的实验结果比较吻合。3)利用PALM．RTM软件对等温条件下盖板的填充过程进行模拟，分析了注射位置、出胶口位置和压缩速度等加工参数对填充时间，锁模力影响，优化了出胶口位置和压缩速度。模拟结果表明相同制品RTM成型所需填充时间比CRTM长，面积相同的制品两种方法模拟结果接近。本文工作可以为复合

6、材料制品成型及模具设计与加工提供理论基础和优化方法。关键字：复合材料，压缩树脂传递模塑，有限元／控制体积法ABSTRACTABSTRACTCompressingresintransfermolding(CRTM)whichdevelopedformresintransfermolding(RTM)isanadvancedcompositeliquidmoldingprocess．nlefillingdirectionsofresinflowbothinthethicknessdkecfionandintheplane．C

7、omparedwiththemoldingRTMmoldingthatcansignificantlyreducethefillingtimeandincreasefibercontent．improvethequalityofproducts．Thenumericalsimulationofthefillingprocesscananalyzetheimpactofeachparameter,SOthefillingprocessisoptimizedtoreducethetimesoftrying．Inthispap

8、er,itestablishedone-·dimensionalCRTMmodelandtwo--dimensionalCRTMmodel．injectionpressure，clampingforceandothersphysicalarederivedbytheone—dimensionalmoldinganal