RTM工艺树脂浸润模拟技术与研究进展

"RTM工艺数值模拟技术的研究不断推进，主要涉及树脂浸润过程的模拟模型，数值模拟方法的应用以及相关软件的发展。该技术对于优化复合材料制造过程，避免质量问题至关重要。" RTM（Resin Transfer Molding）工艺是一种常用的复合材料成型技术，通过将低粘度树脂注入含有增强纤维的模具中，经固化形成高性能的复合材料部件。这一过程包括模具准备、预成型体制作、树脂注入、固化和后处理等多个步骤。其中，树脂在模具内的流动和纤维的浸润过程直接影响制品质量，如可能导致气泡、干纤维等缺陷。 在RTM工艺中，树脂的浸润过程是一个复杂的物理现象，涉及到粘性流体在多孔介质中的长程渗流，由于其动态特性难以直接观测，因此控制和预测成为一大挑战。为解决这个问题，研究人员开发了两种主要方法：一是使用传感器实时监控树脂流动；二是采用数值模拟技术，构建树脂流动模型，以预测树脂流动前沿曲线和压力场，帮助优化工艺参数。 数值模拟技术在RTM工艺中的应用主要包括选择合适的数学模型和使用专门的软件工具。目前，已经提出了多种模拟树脂浸润过程的模型，如基于连续介质力学的Darcy模型、Brinkman模型，以及考虑流体动力学效应的Navier-Stokes方程等。这些模型能不同程度地模拟树脂流动的行为，提供对工艺过程的理解。 随着计算机技术的发展，各种数值模拟软件也逐渐应用于RTM工艺研究，如ANSYS、Abaqus、COMSOL等，它们提供了强大的计算能力和用户友好的界面，使得模拟结果更加精确，对实际工艺的指导价值更高。 此外，数值模拟还能够帮助设计优化模具几何形状、注射口位置、树脂注射速度和压力等关键参数，以实现更均匀的树脂分布，减少缺陷产生，提高产品质量。同时，通过模拟可以减少实验次数，降低生产成本，缩短产品开发周期。 RTM工艺数值模拟技术的发展对于提升复合材料制造的效率和质量具有重要意义，未来这一领域的研究将进一步深入，为实现更高效、更精确的复合材料制造提供技术支持。