用聚合物作为无otropic 透性介质对碳纤维浸的数值模拟

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物工程 聚合物工程
• 计算流体动力学的流体动力学.

背景情况:

• 碳纤维聚合物浸的建模存在挑战,原因是复杂的风质学,异性纤维特性和固体-流体相互作用.
• 纤维的移位可以表现出循环依赖,使过程模拟复杂化.
• 现有的模型难以捕捉聚合物流和纤维分布之间的复杂相互作用.

研究的目的:

• 开发一个强大的计算模型来模拟碳纤维聚合物浸过程.
• 调查关键加工参数对浸质量的影响.
• 确定导致聚合物快捷方式和随后的不良浸的条件.

主要方法:

• 使用微/宏度循环建模方法,将纤维视为多孔介质.
• 在微尺度建模中评估了均和随机纤维分布假设.
• 采用了大约126,000度自由度的数值模拟来分析流量和光纤分布.

主要成果:

• 证明微小的参数变化可以显著改变流量和光纤分布结果.
• 评估了纤维和挤出模具壁之间的间隙对聚合物流动的影响.
• 量化了导致有效浸而不是捷径形成的差距值的范围.

结论:

• 微尺度/宏尺度建模方法为复杂的纤维浸现象提供了宝贵的见解.
• 了解参数的影响对于优化聚合物浸和确保高质量的复合材料至关重要.
• 该研究强调了挤出模孔间隙在控制浸效率和防止缺陷方面的关键作用.