何海东
,
贾玉玺
,
丁妍羽
,
董抒华
,
石彤非
复合材料学报
建立无弯曲纤维织物（Non-crimped fabrics,NCF）的几何结构单胞,应用树脂在纤维束内与束间耦合流动的模型,数值模拟树脂的细观流动行为,结合Darcy定律,计算单胞的面内等效渗透率,并对计算方案进行验证。在此基础上,探讨织物的纤维束间距离、纤维束高度以及束内渗透率等细观结构参数与单胞面内等效渗透率之间的关系。结果表明：单胞面内等效渗透率随纤维束间距离的增大而增大,其倒数的对数之间呈正的线性关系;纤维束高度对单胞面内等效渗透率的影响类似于纤维束间距离对其的影响;单胞面内等效渗透率随纤维束内渗透率的增加而线性增加。
关键词:
无弯曲纤维织物
,
渗透率
,
结构相关性
,
单胞模型
,
数值模拟
康宁
,
梁玄勇
玻璃钢/复合材料
将NCF的纤维束两侧近似为半椭圆,对NCF单胞设计五因素五水平正交试验,利用CFD方法得到渗透率的数值结果,进而拟合出预测渗透率的椭圆边公式.对于纤维束四方排列的NCF单胞,椭圆边公式的计算结果和数值结果平均误差为1.91％;对于六方排列,平均误差为1.90％.对NCF渗透率的预测结果和实验结果的相对误差为0.22％,小于矩形边公式的误差3.96％.当束间间距w1与椭圆边的半长轴c1之比小于0.8时,两预测公式值之比大于1.1.说明椭圆边公式对NCF材料渗透率的预测更加准确,适用范围更广.
关键词:
RTM
,
非弯折织物
,
渗透率
,
预测公式
康宁
,
梁玄勇
玻璃钢/复合材料
根据数值模拟结果,对Gebart公式进行了修正,研究了NCF单胞渗透率与结构参数的关系,得到了NCF单胞渗透率预测公式.对于纤维束,平行方向的数值结果及修正公式在较高孔隙率下比Gebart公式更接近于实验结果;对NCF单胞模型渗透率计算,与实验结果误差为5％;对5种纤维束孔隙率的NCF单胞分别进行正交试验,得到渗透率的数值结果,拟合出了预测公式;NCF渗透率预测公式结果与数值结果对四方和六方排列的平均误差为4.60％和4.57％,说明了预测公式的准确性.
关键词:
RTM
,
纤维束
,
非弯折织物
,
渗透率
