Виртуальный инжиниринг

Моделирование пропитки детали «крышка»

В данной задаче оптимизировался процесс пропитки детали «крышки» методом RTM. Было промоделировано три различных технологических процесса. Варьировались место подачи и отвода связующего вещества.

В производстве деталь «крышка» изготавливается из углеродистой ленты и эпоксидной смолы. На рисунке ниже показана схема армирования изделия. Модель изделия состоит из трех пакетов слоев: П, Р и С.

Внешние границы изделия состоят из 16 слоев пакетов П и С. Их толщина составляет порядка 2 мм с ориентацией слоев (вдоль оси Х) и (вдоль оси Y). Средняя часть изделия состоит из пакета Р из 26 слоев с толщиной около 3,5 мм и ориентацией.

Целью моделирования являлось:

  1. Промоделировать процесс пропитки композитного изделия и показать его осуществимость.
  2. Рассмотреть различные варианты подачи связующего при RTM технологии.
  3. Определить оптимальную методику пропитки требующей минимального количества связующего вещества.

В данной задаче анализировалось время затрачиваемое на пропитку изделия и количество израсходованного связующего вещества. Было промоделировано три различных процесса. Первым моделировался процесс подачи и отвода связующего с торцов детали. Вторым - линейная подача связующего вдоль оси симметрии детали, отвод производился с боковых торцов крышки. Последним моделировалась точечная подача связующего в центр детали, отвод также проводился с боковых торцов. Результаты полученные в ходе расчета представлены в табл. 1.

Моделирование показало, что все три технологии применимы для получения качественного изделия без дефектов пропитки. Различие между вариантами заключается во времени пропитки и различном распределении давления связующего по изделию. Наиболее оптимальным является второй вариант, при линейной подачи связующего вдоль оси симметрии детали.

Программа PAM-RTM позволяет моделировать технологию пропитки композитных материалов, оптимизировать схему и параметры подачи связующего, прогнозировать и определять места вероятных дефектов, минимизировать непропитанные области за счет переменной скорости и давления подаваемой смолы.