基于中面模型的非等温树脂传递模塑的流动前沿预测方法技术

本发明专利技术提供一种基于中面模型的非等温树脂传递模塑的流动前沿预测方法，包括以下步骤：（1）由型腔中面网格构造节点三维控制体积；（2）设置成型工艺参数；（3）设置材料参数；（4）计算树脂流动压力和速度；（5）计算树脂固化反应；（6）计算树脂和纤维增强体的温度；（7）更新流动前沿和材料物性，确定时间步长；（8）确定型腔是否充满，如果模具型腔已经填充满，则进入步骤（9），否则进入步骤（5）；（9）预测干斑分布。本发明专利技术基于中面网格构造了三维控制体积并运用了控制体积有限元法，计算中考虑了厚度方向上粘度、速度、温度、固化度等的变化及其对压力场计算的影响，能更准确地预测树脂传递模塑流动前沿及各种物理量场的分布。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机数值模拟方法，特别涉及一种，用于平面方向尺寸远大于厚度方向尺寸的复合材料制品的非等温树脂传递模塑成型。
技术介绍
树脂传递模塑(Resin Transfer Molding, RTM)是ー种将树脂注入闭合模具中浸润增强材料并固化成型的エ艺，也是生产高质量纤维增强复合材料制品的重要方法之一，与预浸料エ艺和热压模塑エ艺相比，RTMエ艺成型设备投资少、生产绿色环保，与传统的手糊エ艺比，RTM制品质量稳定、释放有害挥发物质少，且RTM制品力学性能具可设计性、充填压カ低、成本低，适合大型复杂零件的生产和机械化生产，广泛应用于航空航天、船舶、汽 车、电カ电子等领域。树脂传递模塑主要包括铺层、下料、浸溃、成型、固化等エ序。其中树脂浸溃过程是至关重要的ー环，浸溃过程直接反应在充填过程流动前沿上。注射压力、注射速度、注射时间、温度、固化反应、浇ロ位置、浇ロ尺寸、浇ロ数量以及产品形状和厚度等诸多因素对树脂流动前沿都有重要影响，流动前沿发展不均匀或流动前沿汇合均会导致复合材料制品的质量问题，如注射压カ过大导致冲刷纤维增强体而导致纤维增强体的变形，流动过快造成浸溃不良，流动前沿汇合处会本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于中面模型的非等温树脂传递模塑的流动前沿预测方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）由型腔中面网格构造节点三维控制体积；（2）设置成型工艺参数；（3）设置材料参数；（4）计算树脂流动压力和速度；（5）计算树脂固化反应；（6）计算树脂和纤维增强体的温度；（7）更新流动前沿和材料物性，确定时间步长；（8）确定型腔是否充满，如果模具型腔已经填充满，则进入步骤（9），否则进入步骤（5）；（9）预测干斑分布。

【技术特征摘要】
1.一种基于中面模型的非等温树脂传递模塑的流动前沿预测方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)由型腔中面网格构造节点三维控制体积； (2)设置成型エ艺參数； (3)设置材料參数； (4)计算树脂流动压カ和速度； (5)计算树脂固化反应； (6)计算树脂和纤维增强体的温度； (7)更新流动前沿和材料物性，确定时间步长； (8)确定型腔是否充满，如果模具型腔已经填充满，则进入步骤(9)，否则进入步骤(5)； (9)预测干斑分布。2.如权利要求I所述的基于中面模型的非等温树脂传递模塑的流动前沿预测方法，其特征在于，所述步骤(I)的由型腔中面网格构造节点三维控制体积步骤进ー步包括导入型腔中面网格，根据厚度方向所分的网格层数，连接厚度方向上相邻两层単元的对应节点，得到多层棱柱单元，连接棱柱单元的体心、面心、边中点即可构造节点三维控制体积。3.如权利要求I所述的基于中面模型的非等温树脂传递模塑的流动前沿预测方法，其特征在于，在所述步骤(4)的计算树脂流动压カ和速度步骤中，忽略制品厚度方向上的压カ变化和沿厚度方向的速度分量，厚度方向上的树脂平面流动速度是变化的，压カ和速度的计算步骤进ー步包括 (1)根据粘度模型计算制品厚度方向上不同位置的粘度，树脂粘度为温度和固化度的函数4.如权利要求I所述的基于中面模型的非等温树脂传递模塑的流动前沿预测方法，其特征在于，在所述步骤(5)的计算树脂固化反应步骤中，利用控制体积有限元法求解固化反应方程，厚度上分为多层，每层树脂流动速度不一样，对流项采用质量加权迎风格式；由于厚度方向上不同位置的温度和树脂流动速度不一致，所以厚度方向上不同位置的固化度也不一致；5.如权利要求I所述的基于中面模型的非等温树脂传递模塑的流动前沿预测方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：严波，陈军，彭雄奇，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：