在光纤嵌入复合材料的RTM工艺中对树脂进行微尺度流量模拟
Tianyou Lu1, Bo Ruan1, Zhanjun Wu2,3
1State Key Laboratory of Structural Analysis, Optimization and CAE Software for Industrial Equipment, School of Mechanics and Aerospace Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China.
Polymers
|August 14, 2025
概括
这项研究模拟了树脂转移成型 (RTM) 过程中智能复合材料中的树脂流. 嵌入光纤影响树脂浸,影响最终的复合材料质量和孔隙性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 复合材料 复合材料 复合材料
- 制造过程 制造过程 制造过程
背景情况:
- 具有自我传感能力的智能复合材料是使用树脂转移成型 (RTM) 等工艺制造的.
- 经RTM加工的复合材料的质量在很大程度上取决于树脂流量和浸效率.
- 嵌入光纤可以改变微观树脂流和浸动态.
研究的目的:
- 研究光纤嵌入对树脂微流和RTM过程中浸的影响.
- 分析不同光纤配置如何影响浸时间,多孔性和毛孔形成机制.
- 为智能复合材料优化RTM过程参数提供理论指导.
主要方法:
- 使用COMSOL 6.0进行数值模拟,用于稳定状态树脂流量分析 (速度和压力场).
- 使用Fluent 2022R2.2.进行微观尺度的树脂流和浸的动态模拟.
- 在各种嵌入场景下分析浸时间,多孔度和毛孔形成模式.
主要成果:
- 光纤嵌入显著影响了微观层面上的树脂流动和浸特性.
- 特定的嵌入配置与浸时间和最终孔隙度的变化相关.
- 鉴定了孔隙形成的机制和分布模式,与纤维放置有关.
结论:
- 数字模拟对于理解智能复合材料RTM中复杂的微流现象至关重要.
- 优化光纤嵌入配置可以减轻浸问题并减少孔隙性.
- 这些发现为增强自传感复合材料的RTM制造提供了宝贵的理论见解.
