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1、碩士學(xué)位論文(工程碩士)樹脂傳遞模塑成型工藝中預(yù)成型體滲透率預(yù)測及充模仿真PERMEABILITYPREDICTIONOFTEXTILEPREFORMANDMOLD-FILLINGSIMULATIONINRESINTRANSFERMOLDING魏雅君哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年7月國內(nèi)圖書分類號(hào)：TP391.77學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號(hào)：621.7密級(jí)：公開工程碩士學(xué)位論文樹脂傳遞模塑成型工藝中預(yù)成型體滲透率預(yù)測及充模仿真(工程碩士)碩士研究生：魏雅君導(dǎo)師：金天國副教授申請學(xué)位：工程碩士學(xué)科：機(jī)械工程所在單位：機(jī)電工程學(xué)院答辯日期：2015年7月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)Cla
2、ssifiedIndex:TP391.77U.D.C:621.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPERMEABILITYPREDICTIONOFTEXTILEPREFORMANDMOLD-FILLINGSIMULATIONINRESINTRANSFERMOLDING（MasterofEngineering）Candidate：WeiYajunSupervisor：AssociateProf.JinTianguoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Mechani
3、calEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要樹脂傳遞模塑成型工藝（ResinTransferMolding，簡稱RTM）因其成品損傷容限高、易成型大型復(fù)雜制件等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、汽車工業(yè)等領(lǐng)域。充模過程是RTM工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，該過程的設(shè)計(jì)對(duì)工藝成型質(zhì)量影響大。目前國內(nèi)RTM充模參數(shù)采用多次試驗(yàn)的方法進(jìn)行確定
4、，該方法容易造成成本高、效率低等問題。針對(duì)以上問題，本文采用數(shù)值模擬方法對(duì)RTM充模過程進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)充模過程仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)能夠有效降低設(shè)計(jì)成本、縮短設(shè)計(jì)周期、提高成型質(zhì)量。本文在對(duì)RTM充模過程進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，建立了充模流動(dòng)數(shù)學(xué)模型。RTM充模仿真系統(tǒng)包含有人機(jī)交互、預(yù)成型體幾何建模、滲透率預(yù)測、充模仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這五個(gè)功能模塊。通過對(duì)五個(gè)功能模塊和仿真流程的分析，建立了系統(tǒng)的總體方案。隨后建立了系統(tǒng)的多層次體系結(jié)構(gòu)和滲透率預(yù)測技術(shù)方案。滲透率是RTM充模仿真的重要參數(shù)之一。本文首先建立了織物預(yù)成型體單胞內(nèi)纖維束間細(xì)觀流動(dòng)和纖維束內(nèi)部微觀流動(dòng)的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型，隨后建立起不同壓
5、縮狀態(tài)下的單胞幾何模型。通過仿真和分析不同壓縮狀態(tài)單胞的滲透率預(yù)測值，得到壓縮變形對(duì)滲透率影響的相關(guān)結(jié)論。最后通過實(shí)驗(yàn)測量及數(shù)據(jù)分析，驗(yàn)證了上述建模和預(yù)測方法的正確性。基于VOF模型研究了RTM充模仿真方法，并通過二維算例驗(yàn)證了該算法的準(zhǔn)確性。采用控制仿真中引入?yún)R項(xiàng)函數(shù)的方法建立了非飽和流動(dòng)數(shù)學(xué)模型。隨后采用“從屬單元”模型和有限元/控制體積法相結(jié)合的方法，對(duì)非飽和流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值求解。通過采用兩相流技術(shù)和UDF模塊結(jié)合方式引入?yún)R項(xiàng)函數(shù)，對(duì)非飽和流動(dòng)進(jìn)行了仿真。該仿真算例驗(yàn)證了非飽和流動(dòng)仿真方法的可行性。最后，基于現(xiàn)有的建模、計(jì)算及數(shù)據(jù)管理平臺(tái)開發(fā)RTM充模過程系統(tǒng)，對(duì)相關(guān)功能模塊進(jìn)行設(shè)
6、計(jì)并實(shí)現(xiàn)。在文章最后通過對(duì)復(fù)合材料法蘭盤模型的充模仿真，驗(yàn)證該系統(tǒng)的實(shí)用性與正確性。關(guān)鍵詞：樹脂傳遞模塑；充模仿真；預(yù)成型體；滲透率預(yù)測；幾何建模；非飽和流動(dòng)-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士論文AbstractResinTransferMolding,(RTM)iswidelyusedinaerospace,shipbuilding,automotiveindustryandotherfieldsbecauseofitsadvantagessuchashighdamagetoleranceandhighsuccessfulrateoffinishedproducts.Themold-fil
7、lingisakeypartofRTMandtechnologicalparametersinthispartcanalsoinfluencethequalityoffinalproducts.Atthepresent,parametersofRTMsimulationusuallyusethetrial-and-errormethod,whichcaneasilycausehighcost,loweffectandtheotherdefect
