樹脂基復(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 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)合材料在飛機領(lǐng)域中的應(yīng)用 12
1.3.2 復(fù)合材料在汽車領(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 15
第2章 VARTM成型工藝纖維增強復(fù)合材料樹脂充填模擬及試驗研究 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脂體系流變性能研究 24
2.2.1 試驗部分 25
2.2.2 結(jié)果與分析 25
2.3 VARTM成型工藝纖維增強復(fù)合材料與導(dǎo)流介質(zhì)滲透性能的研究 33
2.3.1 滲透率測試理論 34
2.3.2 纖維增強復(fù)合材料滲透率測量 42
2.3.3 結(jié)果與分析 46
2.4 VARTM成型工藝中樹脂充填數(shù)值模擬與試驗研究 56
2.4.1 樹脂充填過程數(shù)值模擬 57
2.4.2 樹脂充填過程試驗 60
2.4.3 樹脂充填過程數(shù)值模擬與試驗對比 62
2.4.4 工藝參數(shù)對樹脂充填行為影響的數(shù)值模擬與試驗分析 64
2.5 VARTM成型工藝制備纖維增強復(fù)合材料層合板試驗研究 77
2.5.1 試驗部分 77
2.5.2 標準試樣制作與測試 77
2.5.3 纖維體積分數(shù)和孔隙率測試結(jié)果與分析 80
參考文獻 84
第3章 VARTM成型工藝纖維增強復(fù)合材料層合板樹脂固化過程中溫度場的研究 86
3.1 環(huán)氧樹脂、固化劑及玻璃纖維簡介 86
3.1.1 環(huán)氧樹脂 86
3.1.2 固化劑 87
3.1.3 環(huán)氧樹脂固化成型 87
3.1.4 玻璃纖維 88
3.2 熱固性樹脂固化溫度場的數(shù)學(xué)模型 92
3.2.1 熱固性樹脂固化動力學(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)測試驗 108
3.4.1 試驗材料與試驗設(shè)備 108
3.4.2 試驗步驟 109
3.5 模擬和試驗結(jié)果分析 112
3.5.1 模擬結(jié)果與分析 112
3.5.2 試驗結(jié)果與分析 117
參考文獻 119
第4章 VARTM成型工藝玻璃纖維增強不飽和聚酯復(fù)合材料層合板的制備與性能研究 122
4.1 真空輔助樹脂傳遞模塑試驗 122
4.1.1 VARTM成型工藝試驗材料與試驗設(shè)備 122
4.1.2 VARTM成型工藝試驗過程 122
4.2 測試方法 126
4.2.1 VARTM成型工藝用乙烯基樹脂凝膠測試 126
4.2.2 纖維體積分數(shù)和孔隙率測試 126
4.2.3 拉伸性能測試 128
4.2.4 彎*性能測試 129
4.2.5 沖擊性能測試 130
4.3 VARTM成型工藝參數(shù)對玻璃纖維增強不飽和聚酯復(fù)合材料層合板性能的影響 132
4.3.1 導(dǎo)流介質(zhì)對復(fù)合材料層合板性能的影響 132
4.3.2 壓實時間對復(fù)合材料層合板性能的影響 142
4.3.3 真空壓力對復(fù)合材料層合板性能的影響 146
4.3.4 纖維層數(shù)對復(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復(fù)合材料層合板性能的影響 152
參考文獻 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)合材料層合板樹脂充填試驗 163
5.2.1 試驗材料與試驗設(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 模擬計算 172
5.3.4 數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比分析 173
5.3.5 導(dǎo)流網(wǎng)對樹脂充填影響 177
5.3.6 縫合參數(shù)對預(yù)成型體中樹脂充填的影響 182
5.4 VARTM成型工藝帶加強筋縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板樹脂充填研究 193
5.4.1 VARTM成型工藝帶加強筋縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板數(shù)值模擬 193
5.4.2 帶加強筋縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)樹脂充填試驗 198
5.4.3 模擬與試驗結(jié)果對比分析 199
參考文獻 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 試驗材料與試驗設(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*性能測試和結(jié)果分析 215
6.3.1 彎*試驗設(shè)備和試驗標準 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*性能測試 225
6.4 泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層合板低速沖擊試驗和結(jié)果分析 228
6.4.1 低速沖擊試驗裝置 228
6.4.2 低速沖擊試驗結(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 243