4.4.1鋪層方案設置
根據(jù)實際生產(chǎn)情況，12m玻璃鋼游艇艇體選用的增強材料為短切氈、縫邊布、方格布以及連續(xù)纖維氈，為方便進行鋪層方案設置分別編號為：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。
布滲透率計算的試驗公式取其滲透率為K=4.78* ；根據(jù)預成型體與剝離層等效橫向滲透率經(jīng)驗模型可知不同鋪層方案下的滲透率，如表4-3所示：
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為更好的分析鋪層方案對成型質(zhì)量的影響，做假設如下：
(1)充模過程中樹脂粘度不變，不發(fā)生固化反應；真空壓力保持不變。
(2)不同鋪層方案下所得艇體在無成型缺陷時，均滿足其正常使用所需力學性能。
(3)針對不同鋪層方案進行仿真時，不考慮鋪層對充模時間的影響。
4.4.2鋪層方案充模仿真
利用PAM-RTM對上述兩種鋪層方案下的艇體成型充模過程進行仿真，其充模過程云圖分別如如圖4-3，圖4-4所示。
由兩種鋪層方案下的充模過程云圖可知，艇體底部樹脂流動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)面樹脂流動前鋒凸出正對應了其采用的與魚刺型流道布置的特點。
分析鋪層方案1的充模過程云圖可知，其成型艇體質(zhì)量良好，無缺陷產(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)面過渡區(qū)域有氣泡產(chǎn)生。
結(jié)合樹脂在模腔中的流動特性，對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。這是由于預成型體上下表面樹脂流動前鋒存在一定差距，而當樹脂由滲透率較低的艇體底部區(qū)域流向滲透率相對較高的艇體側(cè)面區(qū)域時，樹脂在預成型體厚度方向的滲流速度加快，并在預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?shù)那闆r下容易產(chǎn)生干斑，其形成原理如圖4-5所示。
通過以上分析可知，在對艇體進行鋪層設計時，除了保證鋪層所得的艇體滿足力學性能外，還要考慮其可制造性。為避免成型缺陷，應充分考慮各種增強材料的性能，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。除了對不同鋪層方案從滲透率的角度進行改進外，還可通過在滲透率較低區(qū)域增加澆口來減少其成型缺陷，此時應該考慮成本影響，力求效益最大化。
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