不同纤维堆积状态下饱和渗透率实验研究

       通过调节压力控制纤维体积分数，用单向饱和流动法对纤维层厚度方向的饱和渗透率进行了测定。考察了纤维体积分数随压力的变化规律，并分别研究了纤维体积分数、纤维层数、铺层方式和纤维种类对渗透率的影响。结果表明，当纤维体积分数超过某临界值后其值随压力增大的幅度减小。单向和正交铺层时层数变化对渗透率没有影响，而平纹布渗透率随着纤维层数的增加而减小。此外，纤维种类的改变对渗透率有明显影响。

       在复合材料制造过程中，纤维渗透率是影响树脂流动状态的重要因素之一，它由纤维的物理特性及纤维层的内部结构决定，反映了树脂在纤维层中流动的难易程度。在RTM和热压成型等工艺中树脂在纤维中的流动是一个非常重要的过程，在很大程度上影响了最终制件的性能。用计算机模拟方法优化工艺时，纤维渗透率是一个关键参数，对模拟结果有很大影响。对于RTM、RFI等液体模塑成型工艺，树脂在干纤维制成的预成型体中流动，树脂流动与纤维浸润同时发生，纤维渗透率为非饱和渗透率；而在热压成型工艺中使用的预浸料纤维已被树脂浸润，此状况下纤维渗透率为饱和渗透率。目前国内外对复合材料成型过程纤维渗透率的研究主要针对GMT和RTM工艺，关于热压过程渗透率变化规律的研究报道较少。由于毛细效应和纤维浸润特性等因素的影响，纤维的饱和渗透率与非饱和渗透率有明显差别。通常情况下热压成型过程中树脂的主要流动方向为纤维层的厚度方向，即z向。因此本文作者在饱和渗透率测试方法的基础上，实验研究了纤维z向饱和渗透率的影响因素及其变化规律。

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