二步法三維編織變截面薄壁殼體RTM工藝數值模擬與試驗研究

2.2 RTM充模理論計算與試驗驗證
2.2.1 RTM充模理論計算
    利用復化辛卜生數值積分算法和Fortran 99算法語言，對所推導的理論方程(8)、(9)和（11)進行編程和數值計算。由方程(11)可知，在樹脂粘度保持恒定及樹脂流動前沿位置固定的R丁M充模工藝條件下，注射口壓力和三維編織變截面薄壁殼體預制件滲透率與空隙率（婦的乘積值確定了樹脂充模溢流時間的大小。圖3(a）表示在不同注射口壓力條件下滲透率與空隙率的乘積值對樹脂充模溢流時間的影響。圖3(b)表示在不同的滲透率與空隙率的乘積值條件下注射口壓力大小對樹脂充模溢流時問變化規律的影響。圖4表示在注射r1壓力分別為420 kPa和620 kPa的恒壓條件下，三個固定位置上（z=100 mm,z2=160 min、=260 mm)壓力理論值p(z1)p(z2)和p(z3)與樹脂流動前沿位置對應關系曲線。山圖4可知，樹脂飽和浸潤區」或內固定點壓力隨樹脂流動前沿位置遞增而增大。
2.2.2試驗驗證
    由方程(8)和(9)可知，固定位置樹脂流動壓力

  值取決于樹脂流動前沿位置和注射日壓力的大小。為了驗證所提出的三維編織變截面薄壁殼體RTM工藝樹脂充模流動分段一集合理論計算方法的正確性，對表1所示的三種規格的三維編織變截面薄壁殼體進行了RTM充模試驗。試驗選用TDE-85/DDS／BF,乙胺環氧樹脂體系，以100：15：1.5的質最比例混配成所需的膠液，在35分鐘C經測試，樹脂粘度為428.6 mPa·s（樹脂粘度測試標準為GB7193-1），固化后其澆注體密度為1. 302 g/crn分鐘（密度測試標準為GB 1033-70)。為準確測量樹脂充模溢流時間，本試驗中采用透明有機玻璃材料加工RTM模具出料口端蓋，并且在模具內部相應的位置點上安裝壓力傳感器以測量樹脂溢流后固定位置上的樹脂流動壓力。樹脂充模溢流時間理論計算值與實測結果的比較、三個固定位置上樹脂流動壓力理論計算值與實測結果的對比如表2所示。由表2所列樹脂充模溢流時間理論計算值與實測值的比較值可知：當K矛值較大時，樹脂充模溢流時間理論計算值具有較高的預測精度場K淤值逐漸減小時，樹脂充模溢流時問逐漸增大，并且理論計算值與實測值的相對誤差逐漸增大，這主要是由于過長的充模時間引起樹脂粘度增加所致。
    由表2所示的理論預測、實測值數據的比較結果可知，當樹脂溢流后，隨著三維編織變截面壁殼體預制件纖維含量和粘滯性樹脂流體浸潤高度的增加，流動阻力的累加效應會造成壓力損失程度的提高，因此樹脂流動壓力逐漸減小，理論預測值與實測值的誤差會相應增大。