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第1章　树脂传递模塑简介1

1.1 前言1

1.1.1 RTM技术是否是一种新工艺2

1.1.2　应用RTM技术的原因2

1.1.3　RTM技术的基本原理和要求3

1.1.4　RTM技术开发工作要点8

1.1.5　树脂传递模塑（RTM）技术与树脂膜渗透（RFI）技术的比较8

1.2　RTM工艺和RFI工艺的发展现状和趋势9

1.2.1　应用与研发实例10

1.2.2　RTM复合材料在航空航天领域应用展望13

第2章　注射设备16

2.1 前言16

2.2 选择时的考虑因素16

2.2.1 制造厂商的选择16

2.2.2 设备使用因素17

2.3 树脂在RTM传输过程中的基本原理18

2.3.1　基本单元18

2.3.2 附加功能和选配21

2.3.3 恒压和恒流24

2.4 结论26

第3章　材料29

3.1　树脂29

3.1.1　背景：热塑性和热固性材料30

3.1.2　树脂传递模塑工艺工程：RTM反应过程中的化学和物理作用32

3.1.3　韧性复合材料：韧性树脂及复合材料结构35

3.1.4 环氧树脂体系36

3.1.5　酚醛热固性材料39

3.1.6　氰酸树脂40

3.1.7　双马树脂41

3.2　纤维增强体42

3.2.1　纤维增强材料43

3.2.2　集束纤维：束、纱线和织物48

3.2.3　浆料、上浆剂和涂料48

3.3　结论48

第4章　先进增强体55

4.1 简介55

4.2 缝合56

4.3 机织60

4.4 编织63

4.5 针织66

4.6 非弯折织物67

4.7 结论69

第5章　织物铺覆模拟与预成形体设计73

5.1 引言73

5.2　织物变形的基本原理74

5.2.1 变形机制74

5.2.2　试验描述75

5.3 动力学铺覆模型78

5.3.1　假设78

5.3.2　基本方程79

5.3.3　铺覆算法80

5.3.4　实例81

5.4　铺覆模型验证84

5.4.1　纤维体积分数变化84

5.4.2　自动应变分析84

5.5 对成形过程和性能的影响87

5.5.1 浸渍性能87

5.5.2　力学性能91

5.6　讨论92

第6章　纤维预成形技术96

6.1 为何需要纤维预成形技术96

6.2　使用粘接剂和定型剂进行纤维预定型97

6.3　纤维预成形技术98

6.3.1 同步预成形工艺98

6.3.2 分步预成形工艺99

6.4　定型剂法纤维织物净尺寸预成形105

6.5　预定型模具设计110

6.6　预定型设备设计110

6.7　预成形体贮存111

6.8 小结111

第7章　预成形体的渗透率115

7.1 前言115

7.1.1　多孔介质流动115

7.1.2　复合材料液体成形中渗透率的重要性116

7.2　试验方法117

7.2.1　单向流方法117

7.2.2　径向流方法127

7.3　一般三维实例133

7.3.1　单向流数据分析133

7.3.2　数值试验137

7.3.3　三维流动试验140

7.4 总结141

第8章　流动、热传递和固化的建模与模拟145

8.1　前言145

8.1.1　树脂传递模塑充模过程145

8.1.2　树脂流动模拟的必要性146

8.1.3　微观流动和宏观流动146

8.2　流动和预成形体结构147

8.2.1　无规织物的流动148

8.2.2　机织物和缝合织物中的流动149

8.2.3　非饱和流动150

8.2.4　多层预成形体中的横向流动150

8.3 织物变形及其对流动的影响151

8.3.1　面内变形151

8.3.2　横向压实152

8.3.3　突流153

8.4　预成形阶段分析和数值模型153

8.4.1　预成形体变形154

8.4.2　渗透率156

8.5　控制方程159

8.5.1　等温流动建模159

8.5.2　二维问题159

8.5.3　应用充模因子的方程160

8.5.4　能量方程160

8.5.5　能量转换边界条件161

8.5.6　固化动力学耦合162

8.5.7　随温度变化的黏度163

8.5.8　热扩散影响164

8.5.9　非牛顿流体164

8.6　数值方程和模拟164

8.6.1　几何复杂性165

8.6.2　二维有限元／控制体积法165

8.6.3　热传递和固化耦合的二维模型167

8.6.4　充模的纯理论有限元方法168

8.6.5　其他数值方法168

8.7　关键问题168

8.7.1　建模的完善水平170

8.7.2　输入170

8.8　算例研究172

8.8.1　渗透率模型173

8.8.2　纤维铺覆173

8.8.3　充模模拟174

8.8.4　结论177

8.9　模拟作为设计工具的应用177

第9章　RTM模具基础184

9.1 RTM模具简介184

9.2　RTM模具材料及工艺185

9.2.1　模具选材185

9.2.2　公差对模具制造工艺选择的影响186

9.2.3　模具赋型的方法188

9.2.4　机加工制造模具189

9.2.5　翻模制模190

9.3　模具成本196

9.3.1　生产率与产量196

9.3.2 模具原型196

9.3.3　刚性模具与半刚性模具196

9.3.4　精度对模具成本的影响196

9.3.5 模具耐久性的估算197

9.4　RTM模具的形状设计198

9.4.1　净尺寸模具与带余量模具198

9.4.2　模腔间隙设计198

9.4.3　分型线的设计198

9.4.4　模具凸缘设计200

9.4.5　侧向凹陷和零拔模斜度情况的处理203

9.4.6 型芯的定位203

9.4.7 预成形体控制及压实机构的设计203

9.4.8　浮动型芯205

9.4.9　零件脱模机构设计205

9.5 RTM模具设计中的热量因素207

9.5.1　模具加热207

9.5.2　模具的热膨胀208

9.6　RTM模具的物理性能要求209

9.6.1 表面特征209

9.6.2　模具承受的压力211

9.6.3 选择锁模系统212

9.7　RTM模具的工艺设计214

9.7.1 注胶口214

9.7.2　注胶口和出胶口定位214

9.7.3 顺次注射的管道要求215

9.7.4　设计树脂分配支路216

9.7.5 排气口216

9.7.6　设计预成形模具217

9.8 RTM模具范例217

9.8.1 例1217

9.8.2　例2218

9.8.3　例3219

9.8.4　例4220

第10章　RTM模具型芯224

10.1 引言224

10.2　泡沫型芯225

10.2.1　泡沫材料的选择226

10.2.2　泡沫芯材的成形方法230

10.2.3　型芯的机加工方法232

10.2.4　使用泡沫型芯时需要注意的工艺问题232

10.2.5　使用泡沫型芯时获得的经验教训233

10.3　蜂窝以及其他开孔型芯234

10.3.1　防止树脂进入蜂窝孔的方法234

10.3.2　RTM蜂窝的选择236

10.3.3　需要特殊注意的问题236

10.4　轻木芯238

10.4.1　轻木芯的选择238

10.4.2　成形中需要注意的问题238

10.5　软囊239

10.5.1　软囊的类型239

10.5.2　使用软囊工艺时需要注意的问题241

10.5.3　软囊材料的选择242

10.5.4　制备内置软囊243

10.6　相变模具型芯244

10.6.1　可熔融和可溶解芯模材料的选择245

10.6.2　低熔共晶盐245

10.6.3　可熔融合金246

10.6.4　蜡246

10.6.5　可溶性石膏和团聚体246

10.6.6　可破碎芯模247

10.6.7　芯模成形248

10.6.8　芯模表面的密封处理249

10.6.9　使用可熔融芯模时需要注意的问题249

10.6.10　可熔融芯模与热相关的问题250

10.7　可抽取模具型芯251

10.7.1　选材251

10.7.2　设计和制造中需要注意的问题253

第11章　制造及工装成本要素256

11.1 前言256

11.2　循环成本要素257

11.2.1　生产数量因素257

11.2.2　材料成本因素257

11.2.3　制造成本因素259

11.3　非循环成本因素264

11.3.1　注射设备264

11.3.2　热源264

11.3.3　模具成本264

11.3.4　认证成本因素265

11.4　应用265

11.5　实例研究267

11.5.1　概念1：平板267

11.5.2　概念2：曲面板267

11.5.3　概念3：加筋板269

11.5.4　概念4：襟翼269

11.5.5　小结269

第12章　数据采集：监测树脂流动位置、前沿反应程度及工艺性272

12.1　概述272

12.2　仪器与方法273

12.3　原理274

12.4 校正：多重温度时间阶段成形过程中的固化监测275

12.5　监测常规RTM过程中的树脂渗透，模型的验证278

12.6　RFI过程中流动状态的在线实时传感和监控280

12.7　智能自动控制282

12.8　结论283

第13章　质量与工艺控制288

13.1　导言288

13.2　缺陷289

13.2.1　空隙的特征289

13.2.2　空隙的检测290

13.2.3　缺陷的形成291

13.2.4　缺陷对力学性能的影响293

13.2.5　缺陷预防293

13.3　工艺控制294

13.3.1　热压罐固化工艺与RTM工艺的比较294

13.3.2　RTM工艺控制需求295

13.3.3　材料的影响295

13.3.4　设备的影响296

13.3.5　工艺参数的范围及控制296

13.3.6　工艺控制件298

13.4　质量控制298

13.4.1　材料规范298

13.4.2　制造规范298

13.4.3　工艺质量控制299

13.4.4　模具299

13.4.5　无损检测300

13.5　小结300

第14章　航空航天领域应用RTM工艺的鉴定方法303

14.1　前言303

14.2　什么是鉴定303

14.2.1　鉴定的要素304

14.2.2　许用值304

14.2.3　纤维体积分数304

14.2.4　破坏性测试306

14.2.5　纤维取向307

14.2.6　性能转化308

14.2.7　候选应用制件的分类309

14.3 力学性能鉴定方法（结构测试）310

14.3.1　等同技术310

14.3.2　结构测试313

14.4　概念验证件315

14.5　规范315

14.5.1　材料规范316

14.5.2　工艺规范316

14.5.3　无损检测及合格标准317

14.6　鉴定审核317

14.7　降低风险计划318

14.8　首件鉴定318

14.9　编织及三维机织结构319

14.10　结论319

14.11　方法1（a）320

附件A　词汇322