CN115609953A - 一种复合材料典型构件的树脂注射流动仿真及成型方法 - Google Patents

一种复合材料典型构件的树脂注射流动仿真及成型方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115609953A
CN115609953A CN202211152392.4A CN202211152392A CN115609953A CN 115609953 A CN115609953 A CN 115609953A CN 202211152392 A CN202211152392 A CN 202211152392A CN 115609953 A CN115609953 A CN 115609953A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glue
glue injection
injection
rtm
mold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211152392.4A
Other languages
English (en)
Inventor
韩蕾
罗玲
孙辉
龚文化
王欣怡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Original Assignee
Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology filed Critical Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Priority to CN202211152392.4A priority Critical patent/CN115609953A/zh
Publication of CN115609953A publication Critical patent/CN115609953A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/342—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using isostatic pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/345—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using matched moulds
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16C—COMPUTATIONAL CHEMISTRY; CHEMOINFORMATICS; COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE
    • G16C60/00—Computational materials science, i.e. ICT specially adapted for investigating the physical or chemical properties of materials or phenomena associated with their design, synthesis, processing, characterisation or utilisation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/08—Fluids
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/22—Moulding
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/26—Composites

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种复合材料典型构件的树脂注射流动仿真及成型方法。该方法对复合材料典型构件进行树脂注射流动仿真，依据树脂注射流动仿真的结果设置复合材料典型构件的注胶口和出胶口的位置；根据树脂注射流动仿真的结果及注胶口和出胶口的位置设计复合材料典型构件的RTM注胶及成型工装，利用RTM注胶及成型工装进行复合材料典型构件的成型。本发明采用PAM‑RTM软件开展了构件的树脂注射流动仿真，并实现了产品RTM注胶及固化过程的可靠密封及成型。本发明涉及的复合材料典型构件为复合材料主承力翼面内部零件，在泡沫夹芯结构主承力翼面中替代局部区域的泡沫，能够防止泡沫在主承力翼面成型的固化压力下塌陷变形，高翼面的刚强度和可靠性。

Description

一种复合材料典型构件的树脂注射流动仿真及成型方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料典型构件的树脂注射流动仿真及成型方法，属于复合材料成型技术领域。
背景技术
复合材料构件的设计制造大多仍沿用传统的物理量尺寸传递体系，国外形容为“trial(试验)-and-error(错误)”，即所有的结果都是在产品试制后才知道问题出现在哪里，再不断进行回归设计，反复修改，浪费了大量物力和财力。
随着计算机技术和数控技术的不断发展，各种各样的软件和数控设备相继出现，使复合材料构件研制过程以数字量传递成为可能，为复合材料构件实现数字化制造创造了良好的条件。通过计算机对产品进行模拟设计、制造，可以使复合材料产品的研制得到快速、高效的发展，是提高产品质量稳定性、提高效率、降低成本的必要手段。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合材料典型构件的树脂注射流动仿真及RTM注胶成型方法。
本发明采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种复合材料典型构件的树脂注射流动仿真及成型方法，包括以下步骤：
对复合材料典型构件进行树脂注射流动仿真，依据树脂注射流动仿真的结果设置复合材料典型构件的注胶口和出胶口的位置；
根据树脂注射流动仿真的结果及注胶口和出胶口的位置设计复合材料典型构件的RTM注胶及成型工装，利用RTM注胶及成型工装进行复合材料典型构件的成型。
进一步地，所述复合材料典型构件为复合材料主承力翼面内部零件，用于在泡沫夹芯结构主承力翼面中替代局部区域的泡沫。
进一步地，所述对复合材料典型构件进行树脂注射流动仿真，是采用PAM-RTM软件进行树脂注射流动仿真，所述树脂注射流动仿真的步骤包括：模型导入、网格划分、分析类型定义、材料定义、铺层参考方向定义、铺层定义、注胶方案定义、仿真计算、结果输出。
进一步地，所述分析类型定义，是选择等温填充分析模块进行工艺仿真分析；所述铺层参考方向定义，设定的铺层参考方向为平行于所述复合材料典型构件的前缘方向；所述铺层定义，设定的铺层角度均为0度；所述注胶方案定义，将注胶口设置在前缘位置，数量为2个，注胶口的压力为0.6MPa，出胶口设置在后缘位置，数量为1个，出胶口的压力为一个大气压。
进一步地，所述RTM注胶及成型工装在前缘端面位置设置两个注胶孔，后缘端面位置设置一个出胶孔；注胶孔和出胶孔为圆形，直径在2mm～10mm之间；注胶孔距离实际产品的边缘的间隙为0.1mm～1mm。
进一步地，所述RTM注胶及成型工装为上下对模结构，或者为底模—中框—顶模的三层模结构；不同模具分块之间的对接面预设密封槽，密封槽中安装密封管以实现复合材料产品在RTM注胶过程中的密封；所述密封槽的拐角处作倒圆角处理，避免密封管弯折成锐角或者直角形状而增加漏气的风险。
进一步地，所述RTM注胶及成型工装的产品定位轴上下端面加装盖板，盖板直径和定位轴直径一致或者大于定位轴直径，盖板上设置密封槽并安装密封管以实现定位轴的密封。
进一步地，所述利用RTM注胶及成型工装进行复合材料典型构件的成型，包括：
第一步，模具准备：清理模具前后缘出胶孔，确保其通畅、无堵塞；在底模和顶模以及定位轴盖板的密封槽中分别嵌入橡胶密封管，在中框三个分块的密封槽中嵌入橡胶密封管；
第二步，将包覆好的纤维预成型体放入底模中，按照模具的前后缘位置进行修剪，并采用芳纶纤维或者凯夫拉纤维在后缘区域对纤维预成型体进行缝合处理；缝合处理完成后将中框安装在底模上，再和顶模进行组合，最后安装定位轴上下盖板；
第三步，安装模具上的进胶阀门和出胶阀门；
第四步，确认模具的密封性能，并将出胶阀门与抽真空接头系统连接，将注胶阀门与注胶罐出胶口用塑料管连接；
第五步，进行RTM注胶；
第六步，对注胶后的复合材料典型构件进行加热固化。
第二方面，本发明提供一种根据上述方法成型的复合材料典型构件。
本发明的有益效果如下：
本发明涉及的复合材料典型构件为复合材料主承力翼面内部零件，在泡沫夹芯结构主承力翼面中替代局部区域的泡沫，作用是防止泡沫在主承力翼面成型的固化压力下塌陷变形，以保证该区域纤维的准直度，进一步提高翼面的刚强度和可靠性。
本发明按照产品的结构特征、材料参数和铺层定义，采用PAM-RTM软件开展了构件的树脂注射流动仿真，并依据仿真结果对构件的注胶口和出胶口进行了设置，通过合理的发明方案实现了产品RTM注胶及固化过程的可靠密封及成型。
附图说明
图1是复合材料典型构件树脂注射流动仿真流程图。
图2是导入UG(*.prt)格式的典型构件三维模型图。图3是对典型构件进行网格划分图。
图4是选择等温填充分析(filling)模块进行工艺仿真分析图。
图5是材料定义图。
图6是铺层参考方向定义图。
图7是铺层定义图。
图8是注胶方案定义图。
图9是仿真计算图。
图10是结果输出图。
图11是复合材料典型构件图。
图12是注胶孔设置图。
图13是出胶孔设置图。
图14是中框和底模组合图。
图15是成型工装爆炸图。
图16是中框爆炸图，其中1是前缘边框，2是后缘边框，3是定位轴上盖板，4是定位轴下盖板，5是端部边框，6是定位轴。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过具体实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。
本发明的一个实施例中，提供一种复合材料典型构件的树脂注射流动仿真及成型方法，包括以下步骤：
对复合材料典型构件进行树脂注射流动仿真，依据树脂注射流动仿真的结果设置复合材料典型构件的注胶口和出胶口的位置；
根据树脂注射流动仿真的结果及注胶口和出胶口的位置设计复合材料典型构件的RTM注胶及成型工装，利用RTM注胶及成型工装进行复合材料典型构件的成型。
本发明的一个实施例中，采用PAM-RTM软件对复合材料典型构件进行了树脂注射流动仿真，得到了填充时间等仿真参数，仿真流程见图1-图9，得到的仿真结果如图10所示。
本发明中的一个实施例中，复合材料典型构件如图11所示，该构件为复合材料实心块，其一端设有圆孔，该圆孔用于与其他零部件配合以及装模固化时进行定位，图中还示意了前缘和后缘。该构件是复合材料主承力翼面内部零件，在泡沫夹芯结构主承力翼面中替代局部区域的泡沫，作用是防止泡沫在主承力翼面成型的固化压力下塌陷变形，以保证该区域纤维的准直度，进一步提高翼面的刚强度和可靠性。
如图1所示，本发明一个实施例的复合材料典型构件树脂注射流动仿真流程包括以下步骤：
1.模型导入
模型导入是在三维建模软件中导入典型构件的模型，例如图2中导入UG(*.prt)格式的典型构件三维模型。
2.网格划分
对典型构件进行网格划分，如图3所示。
3.分析类型定义
选择工艺仿真分析的类型。例如图4中选择等温填充分析(filling)模块进行工艺仿真分析。
4.材料定义
材料定义是指根据实际纤维增强体材料和树脂材料选择材料库中对应材料牌号，如图5所示。例如在一个实施例中，选择的材料为碳纤维材料6808牌号树脂。
5.铺层参考方向定义
铺层参考方向定义是指设定纤维方向，如图6所示。本实施例中，铺层参考方向为平行于前缘方向。
6.铺层定义
铺层定义是指设定纤维厚度、铺层角度和铺覆区域等，如图7所示。本实施例中，铺层角度均为0度。
7.注胶方案定义
注胶方案定义是指按照实际情况设定注胶方案，如注胶口的位置、个数、每个注胶口的注胶压力、出胶口的位置、个数、每个出胶口的压力，如图8所示。本实施例中，注胶口设置在前缘位置，数量为2个，注胶口的压力为0.6MPa，出胶口设置在后缘位置，数量为1个，出胶口的压力为一个大气压(即1bar))。
8.仿真计算
仿真计算是指软件根据典型构件的三维模型划分的网格以及第3-7步输入的定义对典型构件的填充方案进行求解计算，如图9所示。
9.结果输出
得到的仿真结果如图10所示，该图中表示在211.8秒时刻典型构件完成树脂填充。
本发明的一个实施例中，在完成了图11所示的复合材料典型构件的树脂注射流动仿真后，根据仿真结果开展产品的成型方案设计，在前缘端面位置设置两个注胶孔，如图12所示，后缘端面位置设置一个出胶孔，如图13所示。
所述的注胶孔和出胶孔通常为圆形，直径在2mm～10mm之间。
所述的注胶孔距离实际产品的边缘的间隙为0.1mm～1mm，这是为了防止纤维预制体向合模缝挤压而影响树脂的正常流动。
所述的成型工装可以为上下对模结构，也可以为底模—中框—顶模的三层模结构，如图12、13所示，中框和底模的组合如图14所示，中框的具体构成如图16所示，中框的作用是为了更好地实现产品的侧向加压及脱模。
所述的不同模具分块之间的对接面都应该预设密封槽，用来安装密封管以实现复合材料产品在RTM注胶过程中的密封。
所述的密封槽截面通常为圆形或者半圆形或者方形，密封槽的形状需要和密封管的规格形状相符合，或者略小于密封管的尺寸。
所述的密封槽拐角处需要作倒圆角处理，避免密封管弯折成锐角或者直角形状而增加漏气的风险。
成型工装的产品定位轴上下端面需要加装盖板，如图15所示，盖板直径可以和定位轴直径一致或者大于定位轴直径，盖板上设置密封槽并安装密封管，可以实现定位轴的密封。
本发明的一个实施例中，在完成了典型构件的树脂注射流动仿真后，根据仿真结果设计了典型构件的RTM注胶及固化成型工装，工装为三层模结构，典型构件的成型包括如下步骤：
第一步，模具准备：清理模具前后缘出胶孔，确保其通畅、无堵塞；在底模和顶模以及定位轴盖板的密封槽中分别嵌入橡胶密封管，在中框三个分块的密封槽中嵌入橡胶密封管；
第二步，将包覆好的纤维预成型体放入底模中，按照模具的前后缘位置进行修剪，并采用芳纶纤维或者凯夫拉纤维在后缘区域对纤维预成型体进行缝合处理；缝合处理完成后将中框安装在底模上，再和顶模进行组合，最后安装定位轴上下盖板；
第三步，安装模具上的进胶阀门和出胶阀门；
第四步，确认模具的密封性能，并将出胶阀门与抽真空接头系统连接，将注胶阀门与注胶罐出胶口用塑料管连接；
第五步，进行RTM注胶；
第六步，对注胶后的复合材料典型构件进行加热固化。
本发明的一个更具体的实施例中，在完成了典型构件的树脂注射流动仿真后，复合材料典型构件的成型包括如下步骤：
第一步，模具准备。
仔细清理模具前后缘出胶孔，确保其通畅，无堵塞，可使用空压机的高压气源吹出杂质。
在底模和顶模以及定位轴盖板的密封槽中，分别用手嵌入ф5mm的橡胶密封管，在中框三个分块的密封槽中，分别用手嵌入ф3mm的橡胶密封管，密封管搭接部位为楔形上下搭接，搭接处用硅酮密封胶密封，以防漏胶。
第二步，典型构件装模。
将包覆好的纤维预成型体放入底模中，按照模具的前后缘位置对纤维预成型体进行修剪，为防止修剪区域的纤维断裂，导致强度下降，采用芳纶纤维或者凯夫拉纤维在后缘区域对纤维预成型体进行缝合处理，缝合线的间距为2－510mm。
缝合处理完成后将中框安装在底模上，再和顶模进行组合，最后安装定位轴上下盖板。
第三步，安装进胶和出胶阀门。
安装模具上的进胶孔阀门和出胶孔阀门，螺纹连接处用生料带至少缠绕10层以上，以防连接处漏胶。
第四步，确认模具的密封性能。
抽真空检验模具的密封性能，在模具后缘抽真空接头系统连接的出胶孔安装真空表，打开接头阀门，抽真空测试，使得真空表读数不低于-0.095MPa。并在停止抽真空后的5分钟内真空度不低于-0.09MPa。
关闭安装真空表的阀门，将出胶孔阀门与抽真空接头系统连接。
将注胶孔的塑料管从真空泵上卸下后连接在空压机高压气源出气口上，采用空压机高压气源进行打压，压力为0.6MPa，保证在5分钟内不漏气后，压力不低于0.58MPa。同时用肥皂水检测模具上个阀门连接处是否漏气，如发生漏气现象应更换接头，直到经检测所有接头均不漏气。
将注胶孔阀门与注胶罐出胶口用塑料管连接，在阀门处用细铁丝紧箍，确保不漏气。
第五步，RTM注胶。
连接好RTM注胶机与真空泵，打开注胶罐口盖，将配好的树脂放入注胶罐内，锁紧注胶罐口盖。抽真空，真空表压不低于-0.095MPa，同时，打开RTM注胶机的升温系统，设定温度为40℃，达到此温度后，抽真空30min。
树脂抽真空结束后，卸掉注胶罐内的压力，连接好RTM注射机与空压机、RTM注胶机与模具注胶口以及模具出胶孔与真空泵的管路。
关闭模具注胶孔阀门，打开模具出胶孔阀门，对模具进行抽真空，真空度不低于－0.095MPa，在此真空度下对模具抽真空时间不低于20min。
打开模具注胶孔阀门，关闭RTM注射机上的注胶阀门进行抽真空，5min后打开RTM注射机的注胶阀门，让树脂被真空吸入模具内。
待后缘出胶孔出胶后，在10min内将注胶罐注射压力从0逐渐增加到0.5MPa,注意模具是否有漏胶现象。如出现漏胶现象，应立即关闭胶罐出胶阀门，然后更换漏胶阀门。
保持0.5MPa的注射压力，对后缘出胶孔采取间歇式抽真空方式，即每抽真空20min就关掉阀门憋胶30min，直到出胶孔流出的树脂没有气泡即可关闭。
关闭压力阀门，卸掉注胶罐内的压力，用剪刀剪断注胶阀门处和排气孔处的胶管，清理注胶系统及现场。
第六步，典型构件固化。
用烘箱对注胶后的典型构件进行加热固化。
将烘箱温度设定为170℃，待模具温度升至130℃±5℃时，将烘箱温度设定为130℃，保温2h。
保温结束后关闭加热，打开烘箱门，让模具自然冷却至60℃以下方可进行脱模。
综上所述，本发明按照产品的结构特征、材料参数和铺层定义，采用PAM-RTM软件开展了构件的树脂注射流动仿真，并依据仿真结果对构件的注胶口和出胶口进行了设置，通过合理的发明方案实现了产品RTM注胶及固化过程的可靠密封及成型。本发明涉及的复合材料典型构件为复合材料主承力翼面内部零件，在泡沫夹芯结构主承力翼面中替代局部区域的泡沫，作用是防止泡沫在主承力翼面成型的固化压力下塌陷变形，以保证该区域纤维的准直度，进一步提高翼面的刚强度和可靠性。
以上公开的本发明的具体实施例，其目的在于帮助理解本发明的内容并据以实施，本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的。本发明不应局限于本说明书的实施例所公开的内容，本发明的保护范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种复合材料典型构件的树脂注射流动仿真及成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
对复合材料典型构件进行树脂注射流动仿真，依据树脂注射流动仿真的结果设置复合材料典型构件的注胶口和出胶口的位置；
根据树脂注射流动仿真的结果及注胶口和出胶口的位置设计复合材料典型构件的RTM注胶及成型工装，利用RTM注胶及成型工装进行复合材料典型构件的成型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合材料典型构件为复合材料主承力翼面内部零件，用于在泡沫夹芯结构主承力翼面中替代局部区域的泡沫。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对复合材料典型构件进行树脂注射流动仿真，是采用PAM-RTM软件进行树脂注射流动仿真，所述树脂注射流动仿真的步骤包括：模型导入、网格划分、分析类型定义、材料定义、铺层参考方向定义、铺层定义、注胶方案定义、仿真计算、结果输出。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分析类型定义，是选择等温填充分析模块进行工艺仿真分析；所述铺层参考方向定义，设定的铺层参考方向为平行于所述复合材料典型构件的前缘方向；所述铺层定义，设定的铺层角度均为0度；所述注胶方案定义，将注胶口设置在前缘位置，数量为2个，注胶口的压力为0.6MPa，出胶口设置在后缘位置，数量为1个，出胶口的压力为一个大气压。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RTM注胶及成型工装在前缘端面位置设置两个注胶孔，后缘端面位置设置一个出胶孔；注胶孔和出胶孔为圆形，直径在2mm～10mm之间；注胶孔距离实际产品的边缘的间隙为0.1mm～1mm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RTM注胶及成型工装为上下对模结构，或者为底模—中框—顶模的三层模结构；不同模具分块之间的对接面预设密封槽，密封槽中安装密封管以实现复合材料产品在RTM注胶过程中的密封；所述密封槽的拐角处作倒圆角处理，避免密封管弯折成锐角或者直角形状而增加漏气的风险。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RTM注胶及成型工装的产品定位轴上下端面加装盖板，盖板直径和定位轴直径一致或者大于定位轴直径，盖板上设置密封槽并安装密封管以实现定位轴的密封。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用RTM注胶及成型工装进行复合材料典型构件的成型，包括：
第一步，模具准备：清理模具前后缘出胶孔，确保其通畅、无堵塞；在底模和顶模以及定位轴盖板的密封槽中分别嵌入橡胶密封管，在中框三个分块的密封槽中嵌入橡胶密封管；
第二步，将包覆好的纤维预成型体放入底模中，按照模具的前后缘位置进行修剪，并采用芳纶纤维或者凯夫拉纤维在后缘区域对纤维预成型体进行缝合处理；缝合处理完成后将中框安装在底模上，再和顶模进行组合，最后安装定位轴上下盖板；
第三步，安装模具上的进胶阀门和出胶阀门；
第四步，确认模具的密封性能，并将出胶阀门与抽真空接头系统连接，将注胶阀门与注胶罐出胶口用塑料管连接；
第五步，进行RTM注胶；
第六步，对注胶后的复合材料典型构件进行加热固化。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述进行RTM注胶，包括：
连接好RTM注胶机与真空泵，打开注胶罐口盖，将配好的树脂放入注胶罐内，锁紧注胶罐口盖；抽真空，真空表压不低于-0.095MPa，同时打开RTM注胶机的升温系统，设定温度为40℃，达到此温度后，抽真空30min；
抽真空结束后，卸掉注胶罐内的压力，连接好RTM注射机与空压机、RTM注胶机与模具注胶口以及模具出胶孔与真空泵之间的管路；
关闭模具注胶孔阀门，打开模具出胶孔阀门，对模具进行抽真空，真空度不低于－0.095MPa，在此真空度下对模具抽真空时间不低于20min；
打开模具注胶孔阀门，关闭RTM注射机上的注胶阀门进行抽真空，5min后打开RTM注射机的注胶阀门，让树脂被真空吸入模具内；
待后缘出胶孔出胶后，在10min内将注胶罐注射压力从0逐渐增加到0.5MPa；
保持0.5MPa的注射压力，对后缘出胶孔采取间歇式抽真空方式，即每抽真空20min关掉阀门憋胶30min，直到出胶孔流出的树脂没有气泡即可关闭；
卸掉注胶罐内的压力，剪断注胶阀门处和排气孔处的胶管，清理注胶系统及现场。
10.根据权利要求1～9中任一项所述方法成型的复合材料典型构件。
CN202211152392.4A 2022-09-21 2022-09-21 一种复合材料典型构件的树脂注射流动仿真及成型方法 Pending CN115609953A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211152392.4A CN115609953A (zh) 2022-09-21 2022-09-21 一种复合材料典型构件的树脂注射流动仿真及成型方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211152392.4A CN115609953A (zh) 2022-09-21 2022-09-21 一种复合材料典型构件的树脂注射流动仿真及成型方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115609953A true CN115609953A (zh) 2023-01-17

Family

ID=84858696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211152392.4A Pending CN115609953A (zh) 2022-09-21 2022-09-21 一种复合材料典型构件的树脂注射流动仿真及成型方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115609953A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020022422A1 (en) * 1999-12-07 2002-02-21 Waldrop John C. Double bag vacuum infusion process and system for low cost, advanced composite fabrication
CN110510145A (zh) * 2019-08-30 2019-11-29 中国民用航空飞行学院 一种三梁式复合材料机翼整体结构及其成型工艺方法
CN113386374A (zh) * 2021-05-14 2021-09-14 中国航发北京航空材料研究院 一种改善液态成型复合材料内部质量模具及控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020022422A1 (en) * 1999-12-07 2002-02-21 Waldrop John C. Double bag vacuum infusion process and system for low cost, advanced composite fabrication
CN110510145A (zh) * 2019-08-30 2019-11-29 中国民用航空飞行学院 一种三梁式复合材料机翼整体结构及其成型工艺方法
CN113386374A (zh) * 2021-05-14 2021-09-14 中国航发北京航空材料研究院 一种改善液态成型复合材料内部质量模具及控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
詹东: "机翼复合材料缩比模型蒙皮的RTM成型工艺研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》, no. 4, 15 April 2018 (2018-04-15), pages 1 - 2 *
赵延新: "机翼气动弹性模型RTM工艺研究及模具设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》, no. 7, 15 July 2015 (2015-07-15), pages 1 - 2 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105283293B (zh) 纤维增强塑料的制造方法及制造装置
JP5702773B2 (ja) 金型を使う成形品の製造方法および金型装置
CN102285059B (zh) 一种电缆整流罩的树脂模塑传递工艺成型方法及模具
CN109109341B (zh) 一种风电叶片的制备方法
CN111251624B (zh) 一种小型无人机复合材料油箱壳体气袋成型方法
CN105690790B (zh) 风力发电用复合材料叶片一体成型方法及装置
WO2009103736A3 (en) Method and apparatus for detecting leak in a vartm process
CN103252897B (zh) 一种真空灌注工艺及用于其的导流管
CN109501820B (zh) 一种复合材料电气绝缘箱及其制造方法
CN103042701A (zh) 一种风电叶片一体化成型装置及方法
CN104369392A (zh) 一种制作复合材料构件的方法
CN107471683A (zh) 一种复合材料液体成型复杂形状制件方法
CN105479773B (zh) 一种液态树脂转移模塑系统及其成型方法
CN109774199B (zh) 一种碳纤维复合材料舵型结构的成型方法
CN105109060A (zh) 一种制备纤维复合材料的真空导入成型工艺
CN115609953A (zh) 一种复合材料典型构件的树脂注射流动仿真及成型方法
CN110549654A (zh) 风机叶片的一体式制造方法及风机叶片
CN1442279A (zh) 复合材料真空注射成型方法
CN110877463A (zh) 一种v型复合材料件的低成本成型方法
CN102806664A (zh) 双板吸塑成型方法及其模具
US10486377B2 (en) Method of moulding a composite article and mould
CN207224633U (zh) 一种适用于rtm成型机匣复合材料的模具
CN104626598A (zh) 一种复合材料油箱及其制造方法
CN114103171B (zh) 一种适用于多腔结构的预浸料增强树脂传递成型方法
CN116619781B (zh) 一种三真空袋灌注成型装置及成型方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination