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树脂传递模塑中注射压力、纤维渗透率和树脂吸附变化条件下树脂流动行为的计算优化方法

Computational Approach for Optimizing Resin Flow Behavior in Resin Transfer Molding with Variations in Injection Pressure, Fiber Permeability, and Resin Sorption

Pavan Hiremath, Krishnamurthy D. Ambiger, P. K. Jayashree, Srinivas Shenoy Heckadka, G. Divya Deepak, B. R. N. Murthy, Suhas Kowshik, Nithesh Naik · Department of Mechanical and Industrial Engineering, Manipal Institute of Technology, Manipal Academy of Higher Education, Manipal 576104, Karnataka, India
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期刊 / 来源Journal of Composites Science
卷/期/页9 / 3 / 129
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关键词:树脂传递模塑树脂流动注射压力纤维渗透率数值模拟碳纤维增强复合材料工艺优化

摘要整理

树脂传递模塑(RTM)是制造高性能纤维增强复合材料的关键工艺,其中树脂浸润动力学对工艺效率和缺陷最小化起着至关重要的作用。本研究采用FormuLITE 2500A/2401B环氧树脂,对双轴非织造碳纤维增强体中的树脂流动进行了数值和实验分析。建立了基于Darcy定律和树脂吸附效应的模型,研究了注射压力(15~25 kPa)、纤维渗透率(350×10⁻¹²~0.035×10⁻¹²m²)、孔隙率(0.78~0.58)、粘度(0.28~0.48 Pa·s)和注射半径(0.001~0.003 m)对流动前沿推进的影响。结果表明:在250 s时,提高注射压力使浸润深度增加30%;纤维渗透率降低100倍时,浸润深度下降75%;粘度增加约18%时树脂流动速度减缓;孔隙率降低时流动前沿推进减少15%。实验验证表明数值预测与实测数据的相对误差小于5%。本研究为RTM工艺优化、实现均匀纤维浸润和缺陷最小化提供了关键指导。

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