樹(shù)脂基復(fù)合材料制備技術(shù)

目錄
前言
第1章 復(fù)合材料概述 1
1.1 復(fù)合材料分類(lèi) 1
1.2 復(fù)合材料成型工藝 2
1.2.1 低壓接觸成型工藝 2
1.2.2 噴射成型工藝 5
1.2.3 真空輔助成型工藝 7
1.2.4 模壓成型工藝 8
1.2.5 先進(jìn)復(fù)合材料成型工藝 9
1.3 復(fù)合材料應(yīng)用 12
1.3.1 復(fù)合材料在飛機(jī)領(lǐng)域中的應(yīng)用 12
1.3.2 復(fù)合材料在汽車(chē)領(lǐng)域中的應(yīng)用 13
1.3.3 復(fù)合材料在船舶領(lǐng)域中的應(yīng)用 14
參考文獻(xiàn) 15
第2章 VARTM成型工藝?yán)w維增強(qiáng)復(fù)合材料樹(shù)脂充填模擬及試驗(yàn)研究 16
2.1 VARTM成型工藝概述 16
2.1.1 VARTM成型工藝與其他工藝對(duì)比 16
2.1.2 VARTM成型工藝發(fā)展概況 19
2.1.3 VARTM成型工藝數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀 23
2.2 VARTM成型工藝中乙烯基樹(shù)脂體系流變性能研究 24
2.2.1 試驗(yàn)部分 25
2.2.2 結(jié)果與分析 25
2.3 VARTM成型工藝?yán)w維增強(qiáng)復(fù)合材料與導(dǎo)流介質(zhì)滲透性能的研究 33
2.3.1 滲透率測(cè)試?yán)碚?34
2.3.2 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料滲透率測(cè)量 42
2.3.3 結(jié)果與分析 46
2.4 VARTM成型工藝中樹(shù)脂充填數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究 56
2.4.1 樹(shù)脂充填過(guò)程數(shù)值模擬 57
2.4.2 樹(shù)脂充填過(guò)程試驗(yàn) 60
2.4.3 樹(shù)脂充填過(guò)程數(shù)值模擬與試驗(yàn)對(duì)比 62
2.4.4 工藝參數(shù)對(duì)樹(shù)脂充填行為影響的數(shù)值模擬與試驗(yàn)分析 64
2.5 VARTM成型工藝制備纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板試驗(yàn)研究 77
2.5.1 試驗(yàn)部分 77
2.5.2 標(biāo)準(zhǔn)試樣制作與測(cè)試 77
2.5.3 纖維體積分?jǐn)?shù)和孔隙率測(cè)試結(jié)果與分析 80
參考文獻(xiàn) 84
第3章 VARTM成型工藝?yán)w維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板樹(shù)脂固化過(guò)程中溫度場(chǎng)的研究 86
3.1 環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑及玻璃纖維簡(jiǎn)介 86
3.1.1 環(huán)氧樹(shù)脂 86
3.1.2 固化劑 87
3.1.3 環(huán)氧樹(shù)脂固化成型 87
3.1.4 玻璃纖維 88
3.2 熱固性樹(shù)脂固化溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型 92
3.2.1 熱固性樹(shù)脂固化動(dòng)力學(xué)理論研究 94
3.2.2 初始條件 99
3.2.3 模擬方法 100
3.3 VARTM成型有限元溫度場(chǎng)模擬 100
3.3.1 物理模型的建立 100
3.3.2 參數(shù)設(shè)定 101
3.3.3 UDF編譯和邊界條件 103
3.3.4 求解設(shè)置 105
3.3.5 其他設(shè)定 107
3.4 復(fù)合材料層合板固化溫度監(jiān)測(cè)試驗(yàn) 108
3.4.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)備 108
3.4.2 試驗(yàn)步驟 109
3.5 模擬和試驗(yàn)結(jié)果分析 112
3.5.1 模擬結(jié)果與分析 112
3.5.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 117
參考文獻(xiàn) 119
第4章 VARTM成型工藝玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯復(fù)合材料層合板的制備與性能研究 122
4.1 真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑試驗(yàn) 122
4.1.1 VARTM成型工藝試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)備 122
4.1.2 VARTM成型工藝試驗(yàn)過(guò)程 122
4.2 測(cè)試方法 126
4.2.1 VARTM成型工藝用乙烯基樹(shù)脂凝膠測(cè)試 126
4.2.2 纖維體積分?jǐn)?shù)和孔隙率測(cè)試 126
4.2.3 拉伸性能測(cè)試 128
4.2.4 彎*性能測(cè)試 129
4.2.5 沖擊性能測(cè)試 130
4.3 VARTM成型工藝參數(shù)對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯復(fù)合材料層合板性能的影響 132
4.3.1 導(dǎo)流介質(zhì)對(duì)復(fù)合材料層合板性能的影響 132
4.3.2 壓實(shí)時(shí)間對(duì)復(fù)合材料層合板性能的影響 142
4.3.3 真空壓力對(duì)復(fù)合材料層合板性能的影響 146
4.3.4 纖維層數(shù)對(duì)復(fù)合材料層合板性能的影響 149
4.3.5 纖維織物編織方式對(duì)復(fù)合材料層合板性能的影響 152
參考文獻(xiàn) 156
第5章 VARTM成型工藝縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板樹(shù)脂充填分析 157
5.1 夾芯結(jié)構(gòu)與縫合復(fù)合材料概述 158
5.1.1 夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料發(fā)展概況 158
5.1.2 縫合復(fù)合材料概述 159
5.1.3 VARTM成型工藝樹(shù)脂充填數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀 163
5.2 VARTM成型工藝縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板樹(shù)脂充填試驗(yàn) 163
5.2.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)備 163
5.2.2 預(yù)成型體的縫制 164
5.2.3 預(yù)成型體VARTM成型工藝樹(shù)脂充填 165
5.3 VARTM成型工藝縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板樹(shù)脂充填數(shù)值模擬 167
5.3.1 預(yù)成型體模型 168
5.3.2 模型建立和網(wǎng)格劃分 171
5.3.3 模擬計(jì)算 172
5.3.4 數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析 173
5.3.5 導(dǎo)流網(wǎng)對(duì)樹(shù)脂充填影響 177
5.3.6 縫合參數(shù)對(duì)預(yù)成型體中樹(shù)脂充填的影響 182
5.4 VARTM成型工藝帶加強(qiáng)筋縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板樹(shù)脂充填研究 193
5.4.1 VARTM成型工藝帶加強(qiáng)筋縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板數(shù)值模擬 193
5.4.2 帶加強(qiáng)筋縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)樹(shù)脂充填試驗(yàn) 198
5.4.3 模擬與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析 199
參考文獻(xiàn) 203
第6章 聚氨酯泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板的制備與力學(xué)性能研究 206
6.1 聚氨酯泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板制備 206
6.1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)備 206
6.1.2 未縫合與縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板制備 207
6.1.3 鋼絲網(wǎng)縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板制備 210
6.2 泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板三點(diǎn)彎*模擬 211
6.2.1 復(fù)合材料層合板力學(xué)性能參數(shù) 211
6.2.2 有限元模型的建立 212
6.3 泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板彎*性能測(cè)試和結(jié)果分析 215
6.3.1 彎*試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 215
6.3.2 未縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板彎*性能測(cè)試 215
6.3.3 縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板彎*性能測(cè)試 220
6.3.4 鋼絲網(wǎng)縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板彎*性能測(cè)試 225
6.4 泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板低速?zèng)_擊試驗(yàn)和結(jié)果分析 228
6.4.1 低速?zèng)_擊試驗(yàn)裝置 228
6.4.2 低速?zèng)_擊試驗(yàn)結(jié)果分析 229
6.5 泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板壓縮性能研究 233
6.5.1 硬質(zhì)泡沫芯板的力學(xué)性能 234
6.5.2 泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板平壓性能 234
6.5.3 泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板側(cè)壓性能 238
參考文獻(xiàn) 243