1、英文文獻譯文：增強樹脂傳遞成型過程的充模流動建模與仿真c. j. mosella j. p. montecinos j. a. ramos-grezdepartamento de ingeniera mecnica.y metalrgica,，pontificia universidad catlica de chile,vicunamackenna4860,，santiago6904411,chile在樹脂傳遞模塑成型（rtm）的多階段過程中，流通和樹脂填充是最復雜和最關鍵的階段。后者，氣泡必須避免結塊和塑料必須完熔化，以確保在盡可能最低的時間造出最高的質量。介于這些生產問題的數學模型和數值

2、決定給出預測控制整個塑料流入模腔的壓力。采用該方法通過達西定律和質量守恒定律解決的多孔介質流動問題的常規有限元技術。同時，它是一個先進的數值計劃，因為已知的間斷移動方法的實施，以確定位置和推進流量雙曲線方程統治運輸戰線的形狀。這兩個計劃實施工作的兩個維域，處理多個澆口注射和通風幾何形狀多樣。如填充時間和推進流通方面的關鍵工藝參數，結果顯示與特定案件從經驗數據和分析解決方案的結果一致。當幾個模擬結果考慮到在rtm成型腔，整個過程設計中可以得到加強。關鍵詞：樹脂傳遞模塑成型（rtm），模具填充，移動接口，間斷移動方法，有限元法1引言 樹脂傳遞模塑成型（rtm）工藝經歷了最近幾年的發展，有了先進的增

3、強聚合物制造，可提供如重量輕，強度高，設計靈活，成本低，性能好和大規模生產的能力。在汽車行業已經顯示在rtm工藝特別感興趣，主要是因為其成本低。此外，工業在其中扮演部分的重量，如航空航天產業的關鍵作用，也得益于這一技術。 在rtm工藝中，干纖維加固或光纖預制棒，被包進一個所希望的形狀的模腔里，然后模具閉合，液體塑料通過一個或多個澆口被注入到模具里保壓。在液態樹脂，然后穿透瓶坯，取代最初的空氣填充的空腔，并插入弄濕的纖維束。充模過程完成之后，模具加熱和部分調整，使液體樹脂聚合集成為剛性聚合物。固化后，該部分被從模具中刪除。 雖然已認識到指rtm在成本結構件的制造中的很大潛力，但仍有一些限制rtm

4、成型成功的工業應用范圍。主要限制之一是產品質量，其中包括強度，耐久性，表面成品件的質量問題。這些問題密切與充模過程相關。充模過程的設計不當可導致不良影響，如因空氣填充形成空洞，連接效果，形成斑點，條紋。因此這將是非常有用的一個計算工具，可以預測注射液流動，以了解設計優化工藝條件和變量，如位置，普雷斯評價函數注射及排氣。在這一背景下工業的問題，這項工作提出了一個計算工具，運用有限元為基礎，通過塑料的不斷滲透性守恒定律等宏觀模型，在注射期的所有技術。上一個問題已被bruschket和 advani解決，如有限元方法的數值技術，流速場/控制/考慮到整個域中/熱多孔介質。然而，后者的技術本身需要對原有

5、域的第二代混合，以便為每個節點創建簡歷跟蹤流動前沿邊界。此外，有限元/簡歷方法可能遭受大規模養護問題，影響流動前沿正確的決心。在所有的有限元/簡歷數值格式，注射門就是參照單一節點，數學賦予一個奇點的定義。但是在后面一種方法中他們提出的辦法避免這種情況的數學奇點，取得準確的結果時，增加網格密度的水平。最近，希馬切克和阿德瓦尼提出的關于對rtm工藝藝術，在清楚的有限元/簡歷仍是被雇用，而且認為還有許多工作有待改進的執行和國家的詳盡審查在rtm的控制程序。關于執行問題，我們親對本文件，一個位置和流動方面形成新的捕獲策略。此過程需要一個雙曲型是由間斷移動方法手段來解決更多的偏微分方程。增加在工程分行適

6、用范圍廣，危險品的方法產生像的方法擴展德由里德和希爾用于中子輸運方程，后來由勒桑數學分析和拉維亞爾特。作為一般的引用，托馬塞書籍和約翰遜和勒桑和拉維亞爾特原來的是好消息，開始對危險品的方法進行研究。該方法已成功地引進了由福廷和福廷粘流場，并已實施，連同一個明確的龍格庫塔方法時，在科伯恩等離散?？偟姆椒ㄊ蔷植苛黧w力學，并提供斷開近似，盡管它是穩定的，高層次準確，可輕易處理復雜幾何形狀的掛節點，不規則網格，和近似的在不同的要素綜合度多項式。由于龍格庫塔間斷移動方法使用完全斷開近似，這些產品是質量塊對角矩陣，使高度并行的方法，在需要的內存空間減少。2數學模型在接下來的部分中，我們目前的三個構法數學模

7、型，按照各自的初始和邊條件。2.1達西定律和馬薩諸塞州保護 塑料在槽中的流動速度，如纖維增強材料和樹脂分發材料，是由達西law1 6決定的在v(x,t)中，t是達西的速度，這是老年人的數量阿維速度，k是滲透張量，它刻畫通過kxx和kyy代表其主要方向的纖維增強材料的流通方便，是樹脂的粘度和酶，t是在樹脂壓力場。此外，考慮到不可壓縮流體的均勻和不變形多孔介質的連續性質量守恒方程減少到在下列樹脂壓力場區域內的滲透方程eq.2結果替代eq.1：2.2輸運方程。在多孔樹脂槽流媒體，如纖維增強材料和樹脂分發介質，是由達西law1 - 6 該eq.4推導可以找到福廷等al.7和一些在中雷迪和reddy16

8、和福廷等al.17文章注射方面的應用。為了延長在多孔介質交通問題eq.4，我們必須要考慮到的流體域中的積累，將取決于纖維增強，這種情況直接影響到eq.4長期累積孔隙度就是研究詳細圖。 1問題域和術語2.3邊界條件 邊界條件定義根據是圖提出的名稱。 1，填補了該領域的地區的代表一個字節，注塑門by1與流體by2t接觸模具墻和流動方面by3t。的模具空地區是代表一個字節，其by2t各自的墻壁。 為eq.3的邊界條件，包括不通過模壁流動，規定在由在通風門的壓力給定的流量方面的壓力，在由注射屬性給予進口和規定的壓力，其中n 表示向外單位正常的邊界對于eq.5初始條件是完全為空模，3.數值實現系統(eq

9、.(8)需要適當的離散方程(3)和(5)給予均衡。這個方程組是一個有3個未知變量耦合問題(p,v,s)。為了避免這些變量裝配，并考慮到dg方法，得到解決方案的優勢，傳遞方程等于在7的基礎上，交錯計劃將用來解決這個系統。fem用于解決拉普拉斯方程(eq.(8)。rkdg方法將用于解決傳遞方程。交錯計劃中，壓力指數的計算流體充滿多孔介質域使用eq.3平均流量速度場的計算用eq2。但是時間是進步的，使用eq5,新的區得到填補。這個方法是可行的低雷諾數，它發生在rtm進程因為與低注射壓力有關。3.1達西定律和質量守恒離散假設，在當時函數s的是從一個迭代已知的，決定領域是可能的充滿液體的，與它的分別邊界

10、在2、tn和3,tn的條件。公式8a在情況上：當pk是在元素e 上被定義的k程度多項式的空間的地方。 fig. 2 node definition in fe and rkdg methods fig. 3 sign convention and nomenclature for the rkdg3.2運輸系統相等離散化3.2.1隔開離散化。dg方法是 fem 使用不連續的解決和測試空間通常分段地適當的多項式，意謂在各元素邊界間，周變數通常不是連續的.假集中功能以來精確地是一個不連續的功能，這似乎是適當選擇。而且，當做能在檢驗員被查證。這一個方法是一高度地像情緒商數的純粹移流問題的近似值的適當

11、的。dg 方法的力量之一當處理非常銳利的傾斜度或甚至以斷絕以事實這一個方法連接元素為基礎和不是節的點。當做一結果這，分別元素的節不與他們的附近元素一起分享圖 2_.元素之間的連結因一個數字流出的方案而做，如果線運輸系統 equation_eq。8 b_ 即是逆風的數字流出20_,一個任意的大會建立 s 評價，對上游元素符合e ，被 s 命名.元素的速度田地廣為人知的假如，流入邊在 e 和流出邊中出自 e ，依照下列的大會被決定圖 3_.在元素內在速度之間指示點積和元素的邊緣 方面的向外的單位常態。乘情緒商數。8 b藉著一個測試動作 w，在領域之上整合, 而且在每個元素之一中表演部份的一個整合在

12、流入和流出邊中分開線整體而且藉著定義更換他們形成。如下情況：試中p 是在上被定義的 k 程度多項式的空間的地方。3.2.2計時離散化。s 和 w 被 k 程度、 sh 和 wh 的多名近似值代替，我們獲得為每種元素由 m_es h_e k_esh_ef_e 被屈服點陣式形式的一個相等的線代數系統e，f_e 是 k_1個矢量。現在定義大約的解決相等能在平常的微分方程式中被重寫ode_ 形式當d dt_shl_sh_， sh 有為每種元素和 l_sh_ 包括自由的所有的程度的全球矢量的形式的表現相等的線系統。因此，如果 tn_n0 n 是次分割0,t_ 和tn tn+1tn 為 n 0, .。，n

13、1, 時間依下列各項游行運算法則閱讀：這一個方法即是減少的完全的變化tvd_ rk 時間離散化，和它到 rkdg 的最后一個形成。 較多的數據和一個條件下的叁數ij 和 ij 能在 cockburn 和 shu 被發現21_ 和 gottlieb 等人22_.時間步驟定義tn 因一種 stability_eq 的情況而做14哪一是有效的如果 s 邊界的條件在1。7在整個模擬時間期間是常數23。4分析和結果dg 方法的一個重要特征是那一個系統13_ 造成在每種元素方面的一個小線的系統，大小被被用于離散化的元素類型決定和藉著 pk 的尺寸。這一個系統能容易地被解決在之上e，但是只有當如果 s, 被

14、計算。這暗示元素一定在一個適當的次序中被解決，從注入元素隨著流程田地， v 7同時, ，注意高度地方 rkdg 展覽很重要。首先，由于 dg 的結構隔開離散化和對 rk 時間離散化的明白。因此，在一種元素內更新自由的程度e，只有關于元素的資訊分享邊緣與e 被用于每個內部的 rk 步驟23_.值得提到結果和模擬已經獲得在下一個區段的 arepresented 使用 p1 多項式近似值，也就是， k 的多項式1 deg。4.1直線的情形。在部份的寬度關于它的長度是可以忽略的情形中，一個尺寸模型可能是非常好近似值，允許流程前面的位置的確認和全部的時間注入程序將會拿。在數字的測試和計算的模擬被進行了之

15、后，它被觀察時間步驟的大小在結果之上有一種決定沖擊了。為了要分析這一效果，情緒商數。已知的勻恒速度，和安定的情況公式14根據被重新定義到在圖 4 被顯示的結果符合在不同價值假集中功能每次用一個給定的怛速度的立即。比較對理論上的價值，這些結果確定為較小的價值, 數字的方法有在關系中的較多的準確性到精確的解決，但是自從計算的費用增加得非常，我們計畫使用0.4.在圖 4, 一些振動與少于10個廣闊被觀察，哪一個增加如果解決的斜坡更敏銳。這些 超越量 和 欠過度 不困難的流程的正確的位置和確認面對，和，如果它是必需的，他們能被減少而且控制使用在 fortin 等人被呈現的投射方案7或者與被 cockb

16、urn 和 shu 發展的斜坡限制器21.在圖 5 比較顯示的結果起于了情緒商數的交互決議的數字計算的流程前面的位置。8 a和8 b加使用的暫時的離散化0.4, 藉由被 gebart 等人顯示的模型的分析解決24.一個 3% 的次序的錯誤能在兩者曲線之間被觀察。fig. 6 mesh refinement study4.2二維的情形4.2.1分析的結果。在 gebart 等人24, 分析的解決也為光線的流程被呈現面對液體何時透過一個等方性的增強在平坦模子的中心被注射。對于不同的時間立即，一般觀察為粗糙網孔的相同的密度水平，分析、數字的結果之間的錯誤是有不超過 2% 的次序_表 1_.在圖 6,

17、 網孔精致為了填充時間學習百分比錯誤計算當做不同在分析、數字的 solutions 之間在 r0.5 m m 被呈現，增加每網孔的密度x axis_ 而且保存模擬的所有其余者特性常數。從被獲得的結果，它能被觀察充填物時間百分比錯誤在 0.5% 下面傾向于有限的價值。 fig. 7 pulley 0.24 m diameter manufactured by the rtm fig. 8 2d pulley meshprocess4.2.2實驗的結果。實驗的工作在圖 7 說明, 先前發展，藉由 rtm 程序的產品，使用一個多元酯樹脂和纖維玻璃連續任意細絲的墊25.黏質是0.56 pa。這一個樹脂

18、在這 80 kpa 常數壓力被注射，而且通風門在大氣的壓力被保持。這個比較后者的實驗工作藉由使用注入的一個二維的模型和通風被實行的這數字達成的方式的申請把同等物轉成在實際成份的產品期間被雇用的那些。圖 8 表示有 650種元素和注入和對對應的元素被箭指出的通風門的領域的離散化，避免因這些門的節模擬而生產的數學的奇異。依照流程面對數字的模擬的結果在每次在注入程序期間行走，它被查證充填物階段足夠地在沒有任何干的當場形成下發生。這與在被呈現的結果一起確認。被制造的沒有它的結構的空氣泡沫的地方，和流程前面模擬從商業的軟件 poly 獲得工作？非常很好地，以在這里被呈現的結果調整。圖 9 表示最后一個模

19、子充填物階段，藉由它的分別壓力 isovalues，在通風門從在注入門的 80 kpa 到 0 kpa 。 因為整個樹脂注入程序關于為實際的制造被使用的表現一個6% 次序的錯誤。為了要減少模子充填物時間而且提高生產程序的效率，另外的一個注入澆口在右手邊已經被增加。依照這，通風門已經被改變到模子的上面、比較低點，如圖 10 所示。使用相同的網孔、材料和注入特性，在圖 11 觀察是可能的如何兩邊的樹脂流程和，當前面遇到彼此，產生破壞注入程序的空氣泡沫。這一種情形能藉由把另外兩個通風門加入地點被解決泡沫哪里是最初形成。注意很重要，來自新注入港口的流程些微比較快速，因為這個新門比這大一點在另一邊中。其他結果被包括在內為相同的模子過去一直建立滑車，纖維增強特性已經被改變的地方，假定各向異性的浸透性 kxx0.223_10?8 m 2 和 kyy0.937_10?他們的分別主要的方向的 8 m 2。再一次，網孔用是這相同的，和注入和通風門是當做在圖 8 顯示.結果在無花果樹說明。在不同的時間立即的 12_ a同意 y