4.4.1鋪層方案設(shè)置
根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，12m玻璃鋼游艇艇體選用的增強(qiáng)材料為短切氈、縫邊布、方格布以及連續(xù)纖維氈，為方便進(jìn)行鋪層方案設(shè)置分別編號(hào)為：1、2、3、4，其參數(shù)如表4-1所示。根據(jù)艇體不同區(qū)域的性能要求，設(shè)置鋪層方案如表4-2所示。
4.4.2鋪層方案仿真前處理
根據(jù)鋪層方案設(shè)置艇體鋪層模型，示意圖如圖4-1所示。采用第三章得出的最優(yōu)澆注系統(tǒng)設(shè)置，即艇體底部采用并行流道布置，艇體側(cè)面采用魚刺型流道布置，澆口間距為X=2200mm，Y=400mm。其中布置如圖4-2所示。
對(duì)本次仿真的初始條件設(shè)置為：樹脂粘度為200cps;真空度為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣氣壓；澆口直徑為lOmm。兩種鋪層方案中使用同種導(dǎo)流布，根據(jù)導(dǎo)流
布滲透率計(jì)算的試驗(yàn)公式取其滲透率為K=4.78* ；根據(jù)預(yù)成型體與剝離層等效橫向滲透率經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂芍煌亴臃桨赶碌臐B透率，如表4-3所示：
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為更好的分析鋪層方案對(duì)成型質(zhì)量的影響，做假設(shè)如下：
(1)充模過(guò)程中樹脂粘度不變，不發(fā)生固化反應(yīng)；真空壓力保持不變。
(2)不同鋪層方案下所得艇體在無(wú)成型缺陷時(shí)，均滿足其正常使用所需力學(xué)性能。
(3)針對(duì)不同鋪層方案進(jìn)行仿真時(shí)，不考慮鋪層對(duì)充模時(shí)間的影響。
4.4.2鋪層方案充模仿真
利用PAM-RTM對(duì)上述兩種鋪層方案下的艇體成型充模過(guò)程進(jìn)行仿真，其充模過(guò)程云圖分別如如圖4-3，圖4-4所示。
由兩種鋪層方案下的充模過(guò)程云圖可知，艇體底部樹脂流動(dòng)前鋒比較平緩與其采用并行流道布置方式相符合，而艇體側(cè)面樹脂流動(dòng)前鋒凸出正對(duì)應(yīng)了其采用的與魚刺型流道布置的特點(diǎn)。
分析鋪層方案1的充模過(guò)程云圖可知，其成型艇體質(zhì)量良好，無(wú)缺陷產(chǎn)生。而鋪層方案2中，可以明顯的看到在艇體底部到艇體側(cè)面過(guò)渡區(qū)域有氣泡產(chǎn)生。
結(jié)合樹脂在模腔中的流動(dòng)特性，對(duì)比兩種鋪層方案中艇體底部與艇體側(cè)面的滲透率可知：在艇體成型過(guò)程中，不同區(qū)域滲透率相差越大，其產(chǎn)生成型缺陷的概率越高。這是由于預(yù)成型體上下表面樹脂流動(dòng)前鋒存在一定差距，而當(dāng)樹脂由滲透率較低的艇體底部區(qū)域流向滲透率相對(duì)較高的艇體側(cè)面區(qū)域時(shí)，樹脂在預(yù)成型體厚度方向的滲流速度加快，并在預(yù)成型體下半部分形成封閉空間。若裹入空氣則形成氣泡；否則在澆口開關(guān)控制不當(dāng)?shù)那闆r下容易產(chǎn)生干斑，其形成原理如圖4-5所示。
通過(guò)以上分析可知，在對(duì)艇體進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì)時(shí)，除了保證鋪層所得的艇體滿足力學(xué)性能外，還要考慮其可制造性。為避免成型缺陷，應(yīng)充分考慮各種增強(qiáng)材料的性能，使艇體不同區(qū)域在不同鋪層方案下厚度方向的滲透率差距最小化。除了對(duì)不同鋪層方案從滲透率的角度進(jìn)行改進(jìn)外，還可通過(guò)在滲透率較低區(qū)域增加澆口來(lái)減少其成型缺陷，此時(shí)應(yīng)該考慮成本影響，力求效益最大化。
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