陈幸开：树脂黏度变化对RTM成型工艺的影响 ·1315· a t=50s t=150g t=300s b t=50s =150s t=300s 图4RTM实验结果(a)与模拟结果(b)的比较 Fig.4 Comparison between the experimental (a)and simulation results (b)of RTM MPa,纤维渗透率k,=1.5×10-0m2、k,=0.5×10-0 当树脂初始温度发生变化时，其固化过程也会发 m2,纤维含量为60%.分别采用恒定树脂黏度和树脂 生改变，分别采用初始温度为20、30、40和50℃的树 黏度模型进行数值模拟，结果如图5所示.从图中可 脂进行数值模拟，得到的结果如图6所示. 以看出：在不考虑树脂固化过程黏度变化时填充时间 从图中可以看出，初始温度为20℃时填充时间为 为2840s,当考虑树脂黏度变化时填充时间增加至 3610s,随着初始温度的提高，填充时间开始下降，40 3610s;并且在填充的后期，树脂的流动前沿也发生变 ℃时达到最小值，为3320s,当初始温度升至50℃时， 化.因此，采用RTM工艺制备大型构件时，由于充模 充模时间增至3910s.在前期，随着初始温度的上升， 时间较长，树脂在充模过程中发生固化反应，引起黏度 充模速度也随之上升，充模时间下降：但在后期，初始 的上升，应考虑固化反应引起的树脂黏度变化，使数值 温度越高树脂的流动速度越慢，以至于充模时间甚至 模拟结果与真实结果更为贴近 高于初始温度低的情况.这是由于在RTM模腔内的 填充时间/s 填充时间s 2840 a 3610 b 2561 3242 2880 2527 216g 1803 1443 1089 721 361 0 0 图5RTM充模时间.(a)未考虑树脂黏度变化：(b)考虑树脂黏度变化 Fig.5 Filling time of RTM:(a)simulation without viscosity change:(b)simulation with viscosity change陈幸开: 树脂黏度变化对 ＲTM 成型工艺的影响 图 4 ＲTM 实验结果( a) 与模拟结果( b) 的比较 Fig． 4 Comparison between the experimental ( a) and simulation results ( b) of ＲTM MPa，纤维渗透率 kx = 1. 5 × 10 － 10 m2 、ky = 0. 5 × 10 － 10 m2 ，纤维含量为 60% ． 分别采用恒定树脂黏度和树脂 黏度模型进行数值模拟，结果如图 5 所示． 从图中可 以看出: 在不考虑树脂固化过程黏度变化时填充时间 图 5 ＲTM 充模时间． ( a) 未考虑树脂黏度变化; ( b) 考虑树脂黏度变化 Fig． 5 Filling time of ＲTM: ( a) simulation without viscosity change; ( b) simulation with viscosity change 为 2840 s，当考虑树脂黏度变化时填充时间增加至 3610 s; 并且在填充的后期，树脂的流动前沿也发生变 化． 因此，采用 ＲTM 工艺制备大型构件时，由于充模 时间较长，树脂在充模过程中发生固化反应，引起黏度 的上升，应考虑固化反应引起的树脂黏度变化，使数值 模拟结果与真实结果更为贴近． 当树脂初始温度发生变化时，其固化过程也会发 生改变，分别采用初始温度为 20、30、40 和 50 ℃ 的树 脂进行数值模拟，得到的结果如图 6 所示． 从图中可以看出，初始温度为 20 ℃ 时填充时间为 3610 s，随着初始温度的提高，填充时间开始下降，40 ℃时达到最小值，为 3320 s，当初始温度升至 50 ℃ 时， 充模时间增至 3910 s． 在前期，随着初始温度的上升， 充模速度也随之上升，充模时间下降; 但在后期，初始 温度越高树脂的流动速度越慢，以至于充模时间甚至 高于初始温度低的情况． 这是由于在 ＲTM 模腔内的 ·1315·