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渗透率是机织材料的固有属性,它描述纤维对树脂流动的阻碍作用,是分析RTM成型工艺冲模过程的重要输入参数。为制备2.5D机织物的曲面复合件,需要对预制件进行一定的预变形,这将会改变织物结构、影响树脂流动,相应的渗透率也会发生变化。本文旨在开展预变形对预制件渗透率的影响方面的研究工作,在国内外有关预制件的变形和预制件渗透率预测方面成果的基础上,研究拉伸、剪切预变形对预制件渗透率的影响规律,以改进RTM工艺,提高复合件质量。 预制件渗透率预测的精度决定了RTM充模过程仿真分析的准确性,本文通过有限元仿真分析与实验验证的方式,预测了2.5D机织物预制件的渗透率。根据织物的OLMPUS显微镜扫描图像,结合渗透率预测理论,选取跑道型纱线截面建立了渗透率预测的数学模型。进而分别对织物纱线内、纱线间渗透率进行了预测,获得了整个单胞模型的渗透率。其次采用径向法实验测试了面内主渗透率,仿真结果与实验值吻合较好,验证了仿真分析的可靠性。 针对拉伸预变形影响预制件渗透率的问题,通过理论分析与有限元仿真相结合的方式,根据接结经纱的纱线走向,建立了预制件拉伸变形的理论分析模型,进而对变形后的单胞模型进行重建,导入Fluent流体仿真软件,迭代求解出相应渗透率值,获得了拉伸变形与渗透率值之间的关系。 针对剪切预变形影响预制件渗透率的问题,采用有限元仿真和实验测试的方法,获得了剪切角与渗透率之间的关系。对剪切变形后的单胞模型进行重建,仿真预测了变形后的面内渗透率值。设计像框剪切夹具,对预制件进行一定剪切角的剪切变形,并采用径向法测试了面内渗透率。 模拟RTM工艺树脂充模过程,可以获得模具腔内任意时刻的压力场、速度场及流动前沿位置,有效预测缺陷的产生。采用PAM-RTM软件模拟2.5D机织物预制件的面内渗透率实验过程,并与实验结果进行对比验证了该软件的适用性,进而优化了模具设计,模拟了拉伸件的充模过程。