树脂基复合材料链盒RTM成型工艺研究

发布时间：2017-05-23 15:32

  本文关键词：树脂基复合材料链盒RTM成型工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文根据RTM工艺成型树脂基复合材料链盒的要求,开展了室温固化环氧树脂体系性能研究、芳纶/玄武岩混杂纤维增强复合材料的制备及力学性能研究、不同压实次数纤维预制体的制备及性能研究以及树脂基复合材料链盒的RTM成型制备研究。通过对四种环氧树脂体系室温固化不同时间的固化物进行DSC测试,考察了室温固化的固化度;对室温固化的固化物进行弯曲性能的测试,考察了室温固化的力学性能;根据树脂体系的动态黏度特性、等温黏度特性研究了树脂体系的流变性能,并建立了树脂体系流变模型,优选出了适用于RTM工艺的室温固化性能优异的环氧树脂体系。研究表明:1564/HY3487树脂体系室温固化程度高,室温固化力学性能优异,且在室温范围内有适用于RTM工艺的长时间的低黏度操作平台,可以作为室温成型复合材料链盒的基体材料。采用RTM工艺制备了芳纶/玄武岩混杂纤维复合材料,研究了不同混杂铺层方案对复合材料拉伸、弯曲、冲击以及断裂形貌的影响。研究表明:混杂纤维复合材料的冲击性能表现了明显的混杂正效应,H3铺层的冲击强度达到了171.06kJ/m2,拉伸强度和弯曲强度分别为396.76MPa和346.80MPa,为综合性能最优的铺层方案。自制实验装置对纤维预制体进行了不同次数的压实,研究了压实次数对预制体回弹性能的影响,结果表明:随压实次数增加,纤维铺层回弹减小,渗透率降低,制备出的复合材料纤维体积分数增加,弯曲和冲击性能提高,综合性能改善效果和实际操作性,压实10次是理想的工艺参数。分别制作了链盒母模和模具,运用RTM-Worx软件对链盒进行了树脂充模流动模拟,确定了最优注胶方案,根据注胶方案完成了模具的加工,并用型芯模具制备了石蜡型芯,在型芯上制备了预成型体并结合加工好的外模模具用RTM工艺制备了树脂基复合材料链盒构件。
【关键词】：树脂基复合材料 室温固化环氧树脂 芳纶/玄武岩混杂纤维 RTM工艺
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB332
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-22
• 1.1 前言11
• 1.2 自动装弹机链盒概述11-12
• 1.3 树脂基复合材料概述12-16
• 1.3.1 高性能树脂基体12-13
• 1.3.2 高性能增强纤维13-16
• 1.4 树脂传递模塑（RTM）工艺概述16-21
• 1.4.1 RTM工艺成型复杂构件16-17
• 1.4.2 RTM工艺参数优化17-19
• 1.4.3 RTM工艺计算机模拟技术19-21
• 1.5 本论文的研究内容21-22
• 2 RTM工艺用室温可固化环氧树脂体系性能研究22-35
• 2.1 引言22
• 2.2 实验部分22-24
• 2.2.1 实验原材料及仪器22-23
• 2.2.2 树脂体系固化性能测试23-24
• 2.2.3 树脂体系流变性能测试24
• 2.3 结果与讨论24-33
• 2.3.1 树脂体系固化性能研究24-28
• 2.3.2 树脂体系流变性能研究28-31
• 2.3.3 树脂体系凝胶特性研究31-33
• 2.4 本章小结33-35
• 3 链盒用芳纶/玄武岩纤维复合材料制备及性能研究35-59
• 3.1 引言35
• 3.2 实验部分35-41
• 3.2.1 实验原材料及仪器35-36
• 3.2.2 混杂纤维复合材料层合板制备36-38
• 3.2.3 混杂纤维复合材料力学性能测试及断裂形貌观察38
• 3.2.4 不同压实次数纤维预制体回弹性能测试38-40
• 3.2.5 不同压实次数纤维预制体渗透率测试40
• 3.2.6 不同压实次数层合板纤维体积分数测试40-41
• 3.2.7 不同压实次数层合板力学性能测试41
• 3.3 结果与讨论41-57
• 3.3.1 混杂纤维复合材料力学性能研究41-49
• 3.3.2 混杂纤维复合材料失效行为研究49-52
• 3.3.3 压实次数对纤维预制体回弹性能影响研究52-53
• 3.3.4 压实次数对纤维预制体渗透率影响研究53-56
• 3.3.5 压实次数对层合板纤维体积分数影响研究56-57
• 3.3.6 压实次数对层合板力学性能影响研究57
• 3.4 本章小结57-59
• 4 链盒成型制备过程59-77
• 4.1 引言59
• 4.2 链盒母模制作59-63
• 4.2.1 链盒及链盒母模三维模型建立59-60
• 4.2.2 链盒母模制作及表面处理60-63
• 4.3 链盒模具制作63-67
• 4.3.1 链盒模具材料选择及结构设计63-65
• 4.3.2 链盒模具制作及表面处理65-67
• 4.4 链盒型芯制作67-68
• 4.4.1 链盒型芯材料选择67
• 4.4.2 链盒蜡质型芯制作67-68
• 4.5 链盒RTM成型充模流动模拟68-73
• 4.5.1 RTM-Worx模拟软件简介68
• 4.5.2 链盒三维模型网格划分68-69
• 4.5.3 链盒充模流动模拟参数确定69
• 4.5.4 链盒充模流动模拟方案设计69-70
• 4.5.5 链盒充模流动模拟结果分析70-73
• 4.6 链盒构件制作73-75
• 4.6.1 链盒纤维预成型体制备74
• 4.6.2 链盒成型与固化74-75
• 4.7 本章小结75-77
• 5 结论77-79
• 参考文献79-84
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文84-85
• 致谢85-86

【参考文献】

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本文编号：388381