论文摘要：真空条件下流体沿织物铺层厚度方向渗透特性研究

LCM（液体成型技术）是复合材料制造加工的一个重要工艺，其成形过程是压力作用下树脂流过干纤维，因而研究有压状态下流体沿织物铺层厚度方向的渗透规律对于指导实际的成形工艺，控制复合材料制件的空隙率，提高制件性能有着重大意义。本文即是针对真空条件下流体沿织物铺层厚度方向渗透特性的研究。首先根据液体成形工艺的要求与特点自行设计建立了真空作用下流体沿织物铺层厚度方向的渗透设备，该设备可以改变纤维体积含量、真空压力以及铺层形式并且保证实验过程中压力恒定。在以上基础上通过对操作步骤的规范，排除了浮力以及液面扰动的影响并建立了合理的数据处理方法。实验研究了单向织物单向铺层、正交铺层形式下以及平纹、斜纹等二维织物中蒸馏水、丙三醇、硅油以及酚醛溶液对织物铺层的Z向渗透规律，其中压力范围为5kPa至60kPa，体积分数范围约40%至70%。在此范围内考察了真空压力、纤维体积含量、流体种类、纤维类型以及浸润剂等因素对渗透规律的影响。实验结果表明，在单向纤维织物的单向铺层形式、正交铺层以及平纹、斜纹织物中，升高外加真空压力、减小纤维体积分数和去除纤维表面浸润剂等均可明显增大液体在纤维织物中的渗透速率；其它各影响因素中，流体种类对渗透规律有着较大的影响；织物类型以及铺层形式影响也比较明显：流体在平纹织物堆积体中的渗透速率要大于在单向织物正交铺层中的渗透速率，而40kPa压力下所研究的体积分数范围内正交铺层的渗透速率要大于单向铺层，在51%体积分数下，两种铺层形式的渗透速率随压力变化存在差异，低压时单向铺层渗透速率较高，高压时规律相反。