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真空辅助树脂灌注成型(VARI)工艺是在RTM工艺基础上发展而来的一种新型的复合材料大型制件的成型工艺。相对于RTM、RFI等成型工艺,具有制件性能高、成本低、非热压罐等特点。虽然国外已经对VARI成型技术开展了大量的研究工作,但在国内,目前相关研究却很少。此工艺在制造大制件的船舶、航空航天领域特别适用。因此,迫切要求对低成本VARI工艺进行深入研究。
采用E-玻璃纤维织物和在常温下固化的乙烯基树脂,对VARI成型工艺的工艺参数(树脂注入方式、真空度、分配介质和重力)进行实验研究,结果表明:螺旋管树脂注入口和抽真空口的布置对充模时间非常重要,并得出VARI工艺树脂注入口和抽真空口位置的布局方案。不同的真空度对浸润造成影响,纤维体积含量随真空度的增加而增加;VARI工艺中分配介质是快速分配树脂的主要通道,树脂流动到分配介质上的快慢主要取决于分配介质的渗透率,分配介质的渗透率高,树脂容易快速到达分配介质上;对于复杂制件结构,重力效应对树脂在纤维中的流动行为显着非常有意义,通过计算,得到不同角度的流动前沿与充模时间之间的关系。
采用VARI工艺制成复合材料平板,并对其拉伸、压缩、弯曲和表面粗糙度进行研究。
利用RTM-Worx软件对头盔和管道修复进行模拟,得出最佳树脂配比和充模方式,并将VARI成型工艺成功应用到头盔制作和管道修复。