VARTM在風(fēng)電外殼夾芯復(fù)合材料中的研究和應(yīng)用

【摘要】： 近年來，先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料以其優(yōu)異的綜合性能在風(fēng)能、飛機(jī)、航空航天等高新技術(shù)領(lǐng)域已得到了大量的應(yīng)用，這是因?yàn)閺?fù)合材料具有諸多金屬材料無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如重量輕、可設(shè)計、耐腐蝕、有利于降低噪音污染等。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們制造復(fù)合材料的技術(shù)和工藝也在不斷發(fā)展進(jìn)步，從起初的手糊工藝到現(xiàn)在的RTM、VARTM、SCRIMP、RFI等復(fù)合材料成型技術(shù)，人們在追求高性能的產(chǎn)品的同時也在開發(fā)新的復(fù)合材料成型技術(shù)。而本論文研究的是國外流行的真空輔助樹脂傳遞模塑(VARTM)工藝，真空輔助樹脂傳遞模塑(VARTM)技術(shù)就是一種先進(jìn)的制造技術(shù)，它是屬于新型的大型復(fù)合材料制件的低成本液體模塑成型技術(shù)，是RTM工藝的一種類型。它主要利用真空負(fù)壓排出纖維中的氣體及實(shí)現(xiàn)樹脂對纖維的浸漬。與向手糊等工藝相比，其產(chǎn)品成型快、環(huán)保、低成本、性能好、高效率、機(jī)械性能好、低空隙等優(yōu)點(diǎn)。 本課題主要研究的是夾芯復(fù)合材料的VARTM工藝在風(fēng)力發(fā)電外殼的應(yīng)用。課題首先在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬，小實(shí)驗(yàn)確定VARTM工藝，通過對不同的樹脂的時間測試，比較不同樹脂在夾芯復(fù)合材料中的流動滲透性，比較不同樹脂純玻璃纖維復(fù)合材料中的流動滲透性，比較樹脂在不同夾芯結(jié)構(gòu)中的流動滲透性，不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，最終確定工藝的鋪層方法和樹脂的選用，以及夾芯材料的結(jié)構(gòu)，從而控制樹脂在模具中的流動、充模和浸潤的規(guī)律，以求各參數(shù)的恰當(dāng)平衡，從而達(dá)到生產(chǎn)的目的。 同時在實(shí)驗(yàn)過程中，還對實(shí)驗(yàn)過程中的不同復(fù)合材料測試了其主要的性能，尤其是彎曲性能和壓縮性能，在測試中結(jié)合聲發(fā)射技術(shù)，比較分析了不同樹脂的夾芯復(fù)合材料的彎曲性能和壓縮性能，比較分析了不同樹脂的玻璃纖維復(fù)合材料的彎曲性能，分析夾芯復(fù)合材料和纖維復(fù)合材料的破壞原理和破壞因素，然后反饋到試驗(yàn)中進(jìn)行改進(jìn)。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)室對VARTM工藝的增強(qiáng)材料、樹脂選擇、鋪層方式、夾芯結(jié)構(gòu)的最終確定，以及性能的分析，最后在工廠成功完成風(fēng)電外殼的制造。 【關(guān)鍵詞】：真空輔助樹脂傳遞模塑(VARTM) 樹脂 夾芯復(fù)合材料 流動滲透性 彎曲性能 壓縮性能 聲發(fā)射
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TQ327
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 真空輔助樹脂傳遞模塑成型(VARTM)技術(shù)概論12-24
• 1.1 前言12
• 1.2 復(fù)合材料的制備技術(shù)12-16
• 1.2.1 手糊或濕法鋪覆工藝13
• 1.2.2 真空袋壓、真空成型和熱壓罐成型13
• 1.2.3 模壓成型13-14
• 1.2.4 熱壓、冷壓模塑成型14
• 1.2.5 注射模塑成型14-15
• 1.2.6 纏繞成型15
• 1.2.7 拉擠成型15-16
• 1.3 真空輔助樹脂傳遞模塑成型(VARTM)歷史16-17
• 1.4 真空輔助成型(VARTM)原理17-19
• 1.5 真空輔助成型(VARTM)發(fā)展?fàn)顩r19-20
• 1.5.1 國外情況19-20
• 1.5.2 國內(nèi)情況20
• 1.6 應(yīng)用領(lǐng)域20-23
• 1.6.1 飛機(jī)及航空航天制造業(yè)21-22
• 1.6.2 軍用裝備22
• 1.6.3 汽車行業(yè)22
• 1.6.4 船舶行業(yè)22-23
• 1.6.5 風(fēng)力發(fā)電行業(yè)23
• 1.6.6 體育運(yùn)動器材23
• 1.7 本章小結(jié)23-24
• 第二章 樹脂體系24-29
• 2.1 對基體樹脂的要求24
• 2.2 樹脂類型24-26
• 2.2.1 不飽和聚酯樹脂24-25
• 2.2.2 環(huán)氧樹脂25
• 2.2.3 酚醛樹脂25-26
• 2.3 引發(fā)劑體系26-27
• 2.3.1 固化劑26
• 2.3.2 復(fù)合引發(fā)劑26-27
• 2.3.3 阻聚劑27
• 2.4 填料和添加劑27-28
• 2.4.1 礦物填料27-28
• 2.4.2 低收縮添加劑28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 增強(qiáng)材料29-37
• 3.1 引言29
• 3.2 纖維29-31
• 3.2.1 玻璃纖維29-30
• 3.2.2 碳纖維30
• 3.2.3 芳綸纖維30-31
• 3.3 纖維表面處理31
• 3.4 增強(qiáng)材料制品31-34
• 3.4.1 短切纖維氈(CSM)31-32
• 3.4.2 連續(xù)纖維隨機(jī)氈(CFRM)32-33
• 3.4.3 無波紋織物33
• 3.4.4 表面氈33-34
• 3.5 芯材34-36
• 3.5.1 芯材的選擇和應(yīng)用35-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 第四章 真空輔助樹脂注塑工藝及風(fēng)電機(jī)罩工藝37-53
• 4.1 真空輔助樹脂注塑工藝流程37-38
• 4.2 風(fēng)電機(jī)罩模具的設(shè)計38-39
• 4.3 風(fēng)力發(fā)電真空輔助樹脂注塑工藝的選擇39-50
• 4.3.1 樹脂配方的選擇40-42
• 4.3.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備42-43
• 4.3.3 鋪層方式43-44
• 4.3.4 三種芯材孔道對樹脂流動滲透性的影響44-45
• 4.3.5 樹脂流動性45-48
• 4.3.6 樹脂的浸潤性48-50
• 4.4 本章小結(jié)50-53
• 第五章 性能測試以及數(shù)據(jù)分析53-75
• 5.1 前言53-54
• 5.2 拉伸性能54-56
• 5.3 彎曲性能56-69
• 5.3.1 聲發(fā)射56-59
• 5.3.2 不同樹脂玻纖復(fù)合材料的彎曲性能比較59-65
• 5.3.3 不同樹脂的夾芯復(fù)合材料的彎曲性能比較65-68
• 5.3.4 小結(jié)68-69
• 5.4 壓縮性能69-73
• 5.4.1 不同樹脂的夾芯板材的壓縮性能比較69-73
• 5.4.2 小結(jié)73
• 5.5 本章小結(jié)73-75
• 第六章 總結(jié)75-79
• 6.1 工藝應(yīng)用75-77
• 6.2 本文結(jié)論與問題77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 附錄83-87
• 致謝87

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真空輔助樹脂轉(zhuǎn)移模塑工藝研究進(jìn)展    吳飛;

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