二步法三维编织变截面薄壁壳体RTM工艺数值模拟与试验研究

1  数学模型的建立
1.1分段一集合计算方法的基本原理
    RTM充模的实质是液体树脂饱和充满纤维预制件孔隙并排除其内部所含空气的过程。考虑到三维整体编织变截面薄壁壳体的厚度与其直径和高度相比，数量级较小，且薄壁壳体KTM模具树脂流道的设计一般采用环线注射结构方式，因此树脂充模过程中的流动规律可近似为多孔介质中的一维渗流，即在柱面坐标系统（厂，夕，z)中，压力和速度值仅沿z方向变化。分段一集合计算方法是根据制件截面形状方程的种类数，沿轴线将壳体分成若干单元．利用Darcy分钟定律依次计算出各单元段内树脂流体的运功状态参数，经过数学变换，求得变截面薄壁壳体内不同位置的树脂流动速度场、压力场、位移场和充模时间的分布规律。为简化薄壁壳体树脂流动的理论分析与计算，作如日限设：充模过程中三维编织顶制件不会发生纤维移动和变形；充模过程中不考虑由于化学反应所引起的粘度变化，树脂的粘度值为一定值；充模过程中仅考虑宏观树脂流动现象．惯性和毛细作用忽略不计；树脂注人压力为Po(zo)。行流动前沿处压力为0.

2   试验
2.1三维编织变截面薄壁壳体预制件的编织
  采用二步法三维编织工艺，在组合式编织机上，根据图2所示的变截面薄壁壳体预制件的形状结构和尺寸大小．在芯模的周边上合理配置所需数FAVI纱和编织纱，轴向纱和$Tu织纱均使用号数为1200Tex无捻E一玻璃纤维，并利用增、减纱线工罗习实现三维编织薄壁壳体预制件截而厚度尺寸的大小，三维编织工艺参数如表1示。山于变截面薄壁壳体沿二轴方向具有四种截面形状函数方程，因此在数俏模拟理论计算过程中可将两壁壳体分成。