复01纺织复合材料预制件多层机织布内气泡形成机理邵雪明（浙江大学力学系，杭州310027）立了多层机织布纵向切面内气泡形成的分析模型；然后采用有限元控制体积方法对单元结构内树脂的扩散及气泡形成的过程进行了数值模J拟理论分析和数值模拟的结果符合一致，均表明：不同局部区域差异很大的渗透系数是气泡形成的*根本原因，而纬线的轴向渗透系数和经线的横向渗透系数之比对多层机织布纵向切面内气泡的形成及尺度起着决定性的作用。

　　树脂传递模塑成型工艺，简称为RTM工艺（ResinTransferMolding），被认为是众多纺织复合材料成型工艺中较有发展前途的一种。与其他成型工艺相比，RTM的优点是低成本环保和对复杂结构制件的适应性但由于纺织复合材料纤维预制件的结构非常复杂和多变，其局部渗透系数往往有很大差异，比如在纤维束的内部和外部，甚至在同一点沿纤维束不同的方向渗透系数差异很大这一特点使得在树脂传递扩散的过程中形成大量的气泡己有研究表明，气泡的存在对于纺织复合材料的力学特性，如剪切强度疲劳寿命等具有非常大的影响研究也指出，虽然通过采用真空助推技术能在一定程度上减少气泡的形成，但并不能完全排除因此，研究在RTM工艺过程中气泡形成的机理，是一基金项目：香港理工大学和香港特别行政区RGC项目的资助（B.14.37.q400）时刻流体所充满的区域可以发现，在本例中所采用的参数下，气泡都在两个单元中的经线末端形成了。

　　流体在两个单元中的流动过程和前面的理论分析也基本一致，即流体主要沿两条路径流动，这两条路径中流体的流动速度决定了气泡的形成而形成的*根本原因正是渗透系数KcKb和Kb之间的差异同时也可发现，在相同的参数下，叠加模式I的单元内所形成的气泡要比模式的单元内所形成的气泡小得多。其主要原因是：单元各个子区域内的流动并不是独立的，而是相互牵连的，所以经线内较慢的速度会被掉线内较快的速度所带动，在叠加模式两种基本单元内气泡形成的过程内有两条，所以相对来说模式I经线内的流动受到纬线内流动的影响，流动速度更快些。并且在模式I的经线前面，是1个、倒三角的通道，前端窄，这样，CnmaAcaoemicoumaj；ctromcPu更使得模路径2内的流动速度减慢，因而形成的气泡大根据理论分析的结果可知，比值Kb/Kb对于多层机织布纵向切面内气泡的形成及其尺度起着决定性的作用。本文中也对不同Kb/Kb下单元内的流动进行了模拟，0所示为在两个单元内所形成气泡的大小和Kb/Kb的关系从图中可以看出，气泡的大小随着Kb/Kb的大而大，并基本成线性关系这和理论分析的结果是完全一致的。

　　4结论通过理论分析和数值模拟首次对多层机织布纵向切面内气泡形成的机理进行了研究首先对切面结构进行了简化，并基于两个分别对应于两种典型叠加模式的单元结构模型，通过理论分析，建立了多层机织布纵向切面内气泡形成的分析模型；然后采用有限元控制体积方法对单元结构内树脂的扩散：sh及气泡形成的过程进行了数值模拟：/，理论分析和和数值模拟的结果符合一致，均表明：不同局部区域差异很大的渗透系数是气泡形成的*根本原因，而掉线的轴向渗透系数和经线的横向渗透系数之比Kb/Kb对多层机织布纵向切面内气泡的形成及尺度起着决定性的作甩气泡的大小随着Kb/Kb的大而大，并成线性关系。可见，若要减少气泡形成的数量和尺度，则经线和掉线必须采用不同的纤维束，采用具有较大横向渗透系数的纤维束作为经线，以此减小比例Kl/Kb，使得多层机织布的纵向截面内不同区域之间的渗透系数趋向一致数值模拟结果还表明，对于多层机织布两种不同的叠加模式，在相同的参数下，模式I的单元内所形成的气泡要比模式的单元内所形成的气泡小得多