RTM缺陷形成机理的研究

简要介绍了树脂传递模塑 (RTM )成型工艺中缺陷的形成机理理论 .该理论能根据纤维增强材料的铺设结构及树脂胶液流动方式预测缺陷的形成     

树脂黏度变化对RTM成型工艺的影响

采用黏度计测定不同初始温度下环氧树脂的黏度,通过拟合法建立环氧树脂的工程黏度模型。将黏度模型引入树脂传递模塑( resin transfer molding, RTM)成型树脂流动模拟中,结合PAM-RTM软件模拟不同初始温度下树脂的填充过程,讨论树脂黏度变化对RTM成型过程树脂流动行为的影响。结果表明,随着树脂初始温度的上升,填充时间先降后升,在初始温度为40℃时填充时间最短。树脂黏度变化对大型结构件RTM成型影响显著。     

RTM树脂充模过程的并行计算模拟

引入并行计算方法在集群系统上实现对RTM成型过程的数值模拟,并编写了并行数值模拟软件,模拟二维薄壁构件的RTM工艺的注模过程,得到任意时刻的树脂流动前锋曲线、压力场分布,计算结果与其他研究成果吻合良好.算例结果表明,并行数值模拟方法有效提高了计算效率.     

粉末注射成形喂料充模过程数值分析

在简化条件下，对粉末注射成形喂料熔体在圆柱状模腔内作一维非等温流动进行了分析，用有限差分法建立了控制方程对应的差分方程组，并给出了差分方程组的求解步骤     

定向凝固过程中的流动效应

在类合金(NH4Cl-H2O溶液)定向凝固晶体生长实验装置上,利用30μm煤粉作示踪粒子,再现糊状区内微通道流以及通道出口处的流体流动,并测算了各处流体的瞬时速率.分析认为:凝固初期,糊状区内固相体积分数较大,内部流体流动受阻;随着固相体积分数减少,糊状区孔隙率增大,流体充分发展;当平均固相体积分数降至0.42,接近最小值0.38时,当量雷诺数达到临界值(247),糊状区内形成微通道;随着通道宽度逐渐扩大,液相区内热流体进入微通道.微通道内稀冷液体向上流,浓热液体向下流,促使通道内溶液再结晶.     

应用控制容积有限元法分析注射充模过程中塑料熔体的流动与传热

将Ｂａｌｉｇａ和Ｐａｔａｎｋａｒ提出的控制容积有限元法推广用于分析注射充模过程中熔体的流动与传热，并叙述了其特点．应用此方法计算分析了包括合不同几何形状嵌件的模腔内充模过程的流动与传热问题．得到了一些有益的结论．这将有利于指导在复杂型腔充模过程流动分析时的简化处理．     

粉末注射成形二维充模流动的数学分析

注射成形二维充模流动属于具有自由流动移动世界、非牛顿、非等温的流动问题.将扁平型腔内流动视为Hele Shaw流,由于模腔的复杂性及控制方程的非线性,采用数值计算得到腔内流体的压力场、温度场、速度场,得到压力和速度2个控制方程;引入2个相应的变换,将压力控制方程及速度控制方程化为拉普拉斯方程,并得到压力流函数可由拉普拉斯解表示的一个解析式,简化了计算过程,提高了计算精度,在此基础上进行计算机模拟,可检验Hele Shaw近似的精确程度.     

应用控制容积有限元法分析注射充模过程中塑料熔体的…

将Ｂａｌｉｇａ和Ｐａｔａｎｋａｒ提出的控制容积有限元法推广用于分析注射充模过程中熔体的流动与传热，并叙述了其特点，应用此方法计算分析了包括含不同几何形状嵌件的模腔内充模过程的流动与传热问题，得到了一些有益的结论。这将有利于指导在复杂型腔充模过程流动分析时的简化处理。     

流动重力模不稳定性

本文研究了在垂直于磁场和等离子体流动的重力场中具有剪切流动的电流片的稳定性。这种由剪切流动和重力联合作用所引起的混合模,称为流动重力模不稳定性。作为一个例子,还讨论了弱重力场情况下激发流动重力模不稳定性的临界条件。     

液态金属充型过程流动与传热数值模拟

根据有限差分法原理,对液态金属充型过程中同时发生的流动与传热过程,用在微小时间段内独立的流动与传热过程近似表示.结合温场数值模拟与流场数值模拟技术,开发铸件成形过程流动场与温度场耦合的数值模拟软件,并利用该软件对标准实验铸件充型过程进行耦合分析.研究结果表明:该方法不需要求解用能量平衡法建立的,考虑了流动对传热影响的复杂方程,有利于提高流动与传热耦合数值模拟的计算速度;自主开发的金属液态成形工艺分析系统的"耦合"计算功能是有效的,且计算精度较高.     

液态金属充型过程三维流动场数值模拟

基于有限差分法建立液态金属充型过程流动计算的数学模型,使用SOLA-VOF数值模拟技术开发液态金属充型过程三维流动场数值模拟分析软件.然后,利用该软件计算标准实验铸件充型过程的三维流动场,结果与经典算例近似,表明该软件关于流场的计算精度较高.     

注塑成型流动过程中的纤维定向分析

基于Ｈｅｌｅ－Ｓｈａｗ流动，采用Ｄｉｎｈ定向计算模型，运用分层计算方法模拟中等浓度短纤维增强塑料在注塑流动成型过程中纤维的取向状态，以多层的定向描述制品截面内的整体定向情况     

注塑成型流动过程中的纤维定向分析

基于Ｈｅｌｅ－Ｓｈａｗ流动，采用Ｄｉｎｈ定向计算模型，运用分层计算方法模拟中等浓度短纤维增强塑料在注塑流动成型过程中纤维的取向状态，以多层的定向描述制品截面内的整体定向情况。     

生态系统中能量的流动过程及其分析

能量是生态系统的动力,是所有生命活动的基础;一切生命活动都伴随着能量的转化和流动,没有能量的转化,就没有生命,也就没有生态系统。了解生态系统中能量流动的规律及特点,有助于了解生态系统的功能,有利于合理开发和持续利用有限的自然资源。     

RTM工艺过程的缺陷形成分析及边缘效应研究

在树脂传递模塑(Resin transfer molding, RTM)工艺中,边缘效应很容易导致制件产生空隙、干斑等缺陷,其根本原因是在纤维增强体和模具模腔之间的间隙区域树脂的流动阻力小,使得树脂在这一区域流动速度更快。基于达西定律并结合流体体积(Volume of Fluid, VOF)界面追踪方法建立了树脂在纤维增强体中的流动模型,开展RTM工艺边缘效应的数值模拟研究,模型可以准确模拟边缘效应的影响,同时研究树脂粘度及树脂注射压力等工艺参数对于流动时间的影响。研究结果可以对RTM工艺的改善优化提供帮助。     

金属粉末动态注射成型充模过程分析

本文基于连续介质理论和幂率模型,研究了振动场对金属粉末喂料熔体充模过程的影响,建立了适合金属粉末喂料熔体等温填充中心浇口的圆盘型腔过程的物理模型和相应的数学模型,并对数学模型进行了推导求解,得到了喂料熔体动态充模过程的速度分布方程、熔体前沿的位置以及模腔入口压力的解析解,并应用实验数据检验了理论计算的结果,说明了理论计算的正确性。     

TC4钛合金线性摩擦焊过程材料流动行为分析

基于DEFORM软件建立了TC4钛合金线性摩擦焊的三维有限元模型,对焊接过程中材料的流动行为进行了数值模拟. 结果表明,在整个线性焊过程中,摩擦面边缘附近材料的流动速度高于中心区域;在焊接过程的摩擦阶段,焊件摩擦面上的材料在平行与垂直焊件振动方向上都存在塑性流动行为;在顶锻阶段,摩擦面上的材料主要向摩擦面外流动,使试件的轴向缩短量继续增加. 同时,摩擦面上材料的位移量随到摩擦面边缘距离的增加而减小,只有在较大轴向缩短量的情况下才可能实现线性摩擦焊在整个摩擦面上的自清理.      

GMT压缩模塑过程中模腔内的传热行为

分析压缩模塑法生产GMT制品过程中模腔内的传热行为,对制品内部非稳态传热过程进行实验研究和数学模拟,计算结果与实验结果基本吻合;探索制品冷却速率对其结晶度及弯曲强度的影响,研究了适宜的模温及冷却速率。     

压力铸造充型过程流动与传热数值模拟的研究

为了解压力铸造的充型特点 ,基于有限差分法建立了液态金属充填型腔过程的流动及耦合传热计算的数学模型 ,使用 SOL A - VOF数值模拟技术开发了压铸充型过程流动与传热的数值模拟分析软件。分别用层流假设和 K- ε紊流模型对“弓”形型腔的充型过程的流场进行了模拟计算 ,并与压铸水模拟实验的高速摄像进行比较 ,结果表明 ,采用紊流模型能更精确地模拟压铸充型过程。最后使用所开发的模拟分析软件 ,对具有三维复杂形状的实际压铸件的充型过程的流场、温度场进行了模拟 ,并分析了充型过程中模具在型腔表面的温度变化规律 ,提出“瞬态层”的概念 ,大大缩小了计算区域 ,提高了计算效率     

三维注塑充模过程有限分析模拟

温度与压力的变化是影响注塑成形的重要因素,该文从注塑模型中聚合物的流变行为的理论入手,根据流变学原理及粘弹力学理论,建立了聚合物熔体在薄缝型内流动的压力方程和温度方程,推导出注塑成型充填过程的有限分析解;对三维薄壁箱体充填过程进行了模拟,分析了模拟结果中压力与温度的变化情况,模具设计人员可通过预测压力与温度变化来分析充填过程是否合理。