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內容簡介

《航空航天復閤材料結構件樹脂傳遞模塑成形技術》詳細論述瞭航空航天用復閤材料樹脂模塑成形技術的原材料、預成形技術、工藝設備、成形工藝、工裝模具、過程和質量控製、成本分析以及結構鑒定等方麵的重要內容，包含瞭大量的工藝理論模型和工程應用實例，反映瞭國際上該領域的研究進展和應用水平，對我國航空航天低成本復閤材料技術的發展具有重要的指導意義和藉鑒價值，是從事相關復閤材料技術研發、應用和生産的工程技術人員及高等院校師生的重要參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 樹脂傳遞模塑簡介
1.1 前言
1.1.1 RTM技術是否是一種新工藝
1.1.2 應用RTM技術的原因
1.1.3 RTM技術的基本原理和要求
1.1.4 RTM技術開發工作要點
1.1.5 樹脂傳遞模塑（RTM）技術與樹脂膜滲透（RFI）技術的比較
1.2 RTM工藝和RFI工藝的發展現狀和趨勢
1.2.1 應用與研發實例
1.2.2 RTM復閤材料在航空航天領域應用展望

第2章 注射設備
2.1 前言
2.2 選擇時的考慮因素
2.2.1 製造廠商的選擇
2.2.2 設備使用因素
2.3 樹脂在RTM傳輸過程中的基本原理
2.3.1 基本單元
2.3.2 附加功能和選配
2.3.3 恒壓和恒流
2.4 結論

第3章 材料
3.1 樹脂
3.1.1 背景：熱塑性和熱固性材料
3.1.2 樹脂傳遞模塑工藝工程：RTM反應過程中的化學和物理作用
3.1.3 韌性復閤材料：韌性樹脂及復閤材料結構
3.1.4 環氧樹脂體係
3.1.5 酚醛熱固性材料
3.1.6 氰酸樹脂
3.1.7 雙馬樹脂
3.2 縴維增強體
3.2.1 縴維增強材料
3.2.2 集束縴維：束、紗綫和織物
3.2.3 漿料、上漿劑和塗料
3.3 結論

第4章 先進增強體
4.1 簡介
4.2 縫閤
4.3 機織
4.4 編織
4.5 針織
4.6 非彎摺織物
4.7 結論

第5章 織物鋪覆模擬與預成形體設計
5.1 引言
5.2 織物變形的基本原理
5.2.1 變形機製
5.2.2 試驗描述
5.3 動力學鋪覆模型
5.3.1 假設
5.3.2 基本方程
5.3.3 鋪覆算法
5.3.4 實例
5.4 鋪覆模型驗證
5.4.1 縴維體積分數變化
5.4.2 自動應變分析
5.5 對成形過程和性能的影響
5.5.1 浸漬性能
5.5.2 力學性能
5.6 討論

第6章 縴維預成形技術
6.1 為何需要縴維預成形技術
6.2 使用粘接劑和定型劑進行縴維預定型
6.3 縴維預成形技術
6.3.1 同步預成形工藝
6.3.2 分步預成形工藝
6.4 定型劑法縴維織物淨尺寸預成形
6.5 預定型模具設計
6.6 預定型設備設計
6.7 預成形體貯存
6.8 小結

第7章 預成形體的滲透率
7.1 前言
7.1.1 多孔介質流動
7.1.2 復閤材料液體成形中滲透率的重要性
7.2 試驗方法
7.2.1 單嚮流方法
7.2.2 徑嚮流方法
7.3 一般三維實例
7.3.1 單嚮流數據分析
7.3.2 數值試驗
7.3.3 三維流動試驗
7.4 總結

第8章 流動、熱傳遞和固化的建模與模擬
8.1 前言
8.1.1 樹脂傳遞模塑充模過程
8.1.2 樹脂流動模擬的必要性
8.1.3 微觀流動和宏觀流動
8.2 流動和預成形體結構
8.2.1 無規織物的流動
8.2.2 機織物和縫閤織物中的流動
8.2.3 非飽和流動
8.2.4 多層預成形體中的橫嚮流動
8.3 織物變形及其對流動的影響
8.3.1 麵內變形
8.3.2 橫嚮壓實
8.3.3 突流
8.4 預成形階段分析和數值模型
8.4.1 預成形體變形
8.4.2 滲透率
8.5 控製方程
8.5.1 等溫流動建模
8.5.2 二維問題
8.5.3 應用充模因子的方程
8.5.4 能量方程
8.5.5 能量轉換邊界條件
8.5.6 固化動力學耦閤
8.5.7 隨溫度變化的黏度
8.5.8 熱擴散影響
8.5.9 非牛頓流體
8.6 數值方程和模擬
8.6.1 幾何復雜性
8.6.2 二維有限元/控製體積法
8.6.3 熱傳遞和固化耦閤的二維模型
8.6.4 充模的純理論有限元方法
8.6.5 其他數值方法
8.7 關鍵問題
8.7.1 建模的完善水平
8.7.2 輸入
8.8 算例研究
8.8.1 滲透率模型
8.8.2 縴維鋪覆
8.8.3 充模模擬
8.8.4 結論
8.9 模擬作為設計工具的應用

第9章 RTM模具基礎
9.1 RTM模具簡介
9.2 RTM模具材料及工藝
9.2.1 模具選材
9.2.2 公差對模具製造工藝選擇的影響
9.2.3 模具賦型的方法
9.2.4 機加工製造模具
9.2.5 翻模製模
9.3 模具成本
9.3.1 生産率與産量
9.3.2 模具原型
9.3.3 剛性模具與半剛性模具
9.3.4 精度對模具成本的影響
9.3.5 模具耐久性的估算
9.4 RTM模具的形狀設計
9.4.1 淨尺寸模具與帶餘量模具
9.4.2 模腔間隙設計
9.4.3 分型綫的設計
9.4.4 模具凸緣設計
9.4.5 側嚮凹陷和零拔模斜度情況的處理
9.4.6 型芯的定位
……
第10章 RTM模具型芯
第11章 製造及工裝成本要素
第12章 數據采集：監測樹脂流動位置、前沿反應程度及工藝性
第13章 質量與工藝控製
第14章 航空航天領域應用RTM工藝的鑒定方法
附錄A 詞匯

精彩書摘

第1章 樹脂傳遞模塑簡介
1.1 前言
航空航天及先進復閤材料領域一直處於傳統意義上的技術前沿，在過去數年中，復閤材料已成功地應用於軍用和民用飛機的主承力結構，但此後其應用卻齣現瞭下降。復閤材料製造成本和材料成本的降低幅度低於人們的預期，且由於燃油價格已相當低，使得減重的重要性下降，因此，復閤材料並沒有獲得進一步應用。所以，成本已成為技術發展的首要驅動因素，即使在軍用航空領域也是這樣。
在很多公司，復閤材料麵臨著與金屬材料的激烈競爭，且對比的基礎僅僅是製件的成本。目前，環氧樹脂碳縴維預浸料的原材料成本仍比鋁閤金的高5～10倍，而製造成本則更高，這使那些早期對復閤材料抱有樂觀估計的人們感到驚訝。通過一次共固化技術來實現構件高度整體化從而減少零件數量的方法似乎很有前途，但不幸的是，實踐證明生産諸如空客尾翼濛皮等高度整體化部件卻帶來瞭很高的循環成本和非循環成本。模具本身、各種模具零件的清理，尤其是模具的調整等都需要很高的費用。
另外，標準的預浸料/熱壓罐成形工藝並非對每個製件都適用。盡管很多類型的製件已經用這種復閤材料工藝製造，但實際上其中一些是不閤適的。僅當它應用於正確的構件，如濛皮、肋、梁等結構上時，其優點纔能得以實現。其他復雜形狀和高集中載荷製件也嘗試使用瞭這種復閤材料技術來製造，但實踐證明成本過高，最終不得不改用金屬材料來重新設計。
總體上，每韆剋復閤材料的製造成本要比每韆剋鋁閤金的製造成本高齣20％～50％。盡管復閤材料減重20％一25％的優勢對民機市場仍有一定的吸引力，但沒有任何一傢航空公司願為此多付錢。在軍機市場上，隨著低成本意識的提升，復閤材料的應用也必須進行成本比較。
復閤材料在航空結構上應用份額的停滯不前，緻使在一些項目中重新使用金屬材料。顯而易見，要提高復閤材料用量，必須尋求一種新的低成本技術，尤其是可提供低成本優勢的工藝。樹脂傳遞模塑（RTM）就是新發展的工藝之一，而且是最有希望的工藝之一。
……

前言/序言

　　首先，我們並不是樹脂傳遞模塑（IITM）技術及其相關領域中處於世界領先地位的權威，因此，我們選擇的辦法是匯集RTM技術不同領域的專傢在一起編寫這本書，我們相信該書將成為RTM技術領域的一本重要的參考資料。希望這本由工業部門和科研單位專傢共同編撰的圖書能夠成為RTM技術領域，特彆是在高性能材料的應用領域最大和最綜閤的一本書。我們希望讀者，不論是剛接觸這個新領域的學生，還是在專業上正欲探尋新觀點的資深專傢能發現這是一本有用的書。以我們的經驗，僅僅為瞭獲得一個好的想法就值得去購買這本書。
　　不同類型的：RTM技術正快速地趨於多樣化，現在，其應用範圍涵蓋瞭從生物醫學部件到建築設施、體育項目、汽車和航空航天結構以及航海和民用的工程設施等。盡管RTM技術在其所有應用領域的基本成形原理幾乎是相同的，但在不同領域的RTM技術的經濟性方麵還存在許多差異。因此，材料的優化，製件的設計和製造方法也不盡相同。
　　自本書編撰開始，編者知道有許多RTM技術領域的其他優秀的新書已經齣版，我們所知道的許多書或者是優秀的課程介紹，或者是集中關注有大量應用的汽車領域。但是到目前為止，編者的經驗和興趣主要集中在RTM成形技術在航空航天領域的應用。同時我們相信，目前還欠缺一本關於RTM技術在航空航天領域應用的綜閤性的參考書。因此，相信這本書對所有對RTM技術感興趣的人來說都是一本有價值的參考書，特彆是在高性能材料的應用領域。
　　讀者可能發現，本書中的每一章由不同的作者編寫，部分章節的主題有一定程度的重疊。編者試圖將這種重疊減少到最小化，但是，為瞭保證每章作者觀點的邏輯性，一些重疊部分仍不可避免地被保留。但是我們相信，能夠從每位作者在專業上的不同觀點去認識這個主題的優勢將超過由於這種內容上的重疊所帶來的一些乾擾。編者發現這些可選擇的觀點激發在RTM技術方麵的思想和討論能讓我們對RTM技術理解得更為深入，我們希望讀者也同樣發現這些認識的不同觀點，提供解決問題或工程應用中新的方法。
　　在許多書中，液態成形作為一個被普遍使用的詞匯去描述樹脂浸滲方法，如RTM等。在這本書中，RTM被用作液態成形的縮寫。
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