碳蜂窝液体成型工艺树脂充模仿真研究

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20260328.014

复合材料科学与工程 ›› 2026, Vol. 0 ›› Issue (3): 121-128.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20260328.014

碳蜂窝液体成型工艺树脂充模仿真研究

于帅, 廖逸坚, 靳楠, 马立^*

北京卫星制造厂有限公司,北京 100094

收稿日期:2024-12-16 出版日期:2026-03-28 发布日期:2026-04-22
通讯作者: 马立(1973—),女,硕士,研究员,硕士生/博士生导师,主要从事航天器复合材料结构件研制及复合材料成型技术方面的研究,2865604117@qq.com。
作者简介:于帅(1996—),男,硕士,工程师,主要从事航天器复合材料制造工艺方面的研究。
基金资助:
国家科技部重点研发项目(2022YFB3706100)

Research on resin impregnate simulation of carbon honeycomb with liquid composites moulding technology

YU Shuai, LIAO Yijian, JIN Nan, MA Li^*

Beijing Spacecraft Manufacturing Co., Ltd., Beijing 100094, China

Received:2024-12-16 Online:2026-03-28 Published:2026-04-22

摘要/Abstract

摘要： 针对碳纤维/酚醛树脂蜂窝复合材料树脂传递模塑(Resin Transfer Molding,RTM)成型工艺,运用仿真和试验方法对树脂充模过程进行研究。首先测试了碳蜂窝预制体及酚醛树脂材料参数,然后运用PAM-RTM软件对不同流道设计、不同注射压力工况下树脂充模过程进行了仿真模拟。根据仿真结果,分析了树脂充模时间、充模路径、模腔内树脂流速分布、压力分布等树脂流动行为。仿真结果显示,流道设计为4个注胶口、1个或4个溢胶口,注射压力在0.3~0.5 MPa范围内,是比较理想的工艺参数设置。最终通过试验对仿真结果进行了验证,证明该仿真方法对工程应用具有一定的指导意义。

关键词: 碳蜂窝, 树脂传递模塑, 树脂充模过程, 流道设计, 注射压力, 仿真, 复合材料

Abstract: The resin filling process of carbon fiber/phenolic resin honeycomb composite material RTM molding is studied using simulation and experimental methods. Firstly, the parameters of carbon honeycomb preforms and phenolic resin materials were tested, and then PAM-RTM software was used to simulate the resin filling process under different channel designs and injection pressure conditions. Based on the simulation results, the resin flow behavior such as resin filling time, filling path, resin flow velocity distribution in the mold cavity, and pressure distribution was analyzed. The simulation results show that when the flow channel is designed with 4 injection ports, 1 or 4 overflow ports, and the injection pressure is in the range of 0.3 MPa to 0.5 MPa, it is an ideal method for setting process parameters. Finally, the simulation results were verified through experimental methods, proving that the simulation results provides valuable guidance for engineering applications.

Key words: carbon honeycomb, RTM, resin filling process, channel design, injection pressure, simulation, composites

中图分类号:

TB332

于帅, 廖逸坚, 靳楠, 马立. 碳蜂窝液体成型工艺树脂充模仿真研究[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(3): 121-128.

YU Shuai, LIAO Yijian, JIN Nan, MA Li. Research on resin impregnate simulation of carbon honeycomb with liquid composites moulding technology[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2026, 0(3): 121-128.

参考文献

[1] KIM B J, LEE D G. Development of a satellite structure with the sandwich T-joint[J]. Composite Structures, 2010, 92(2): 460-468.
[2] 关自强. 卫星结构中铝蜂窝夹层板力学性能研究[D]. 长春: 吉林大学, 2017.
[3] 李莺歌, 田栋, 曾笑, 等. 航天器蜂窝夹层结构板制造工艺可靠性研究[J]. 航天器工程, 2024, 33(2): 41-47.
[4] HE M F, HU W B. A study on composite honeycomb sandwich panel structure[J]. Materials & Design, 2008, 29(3): 709-713.
[5] 张体磊, 李睿, 董玲抒, 等. 蜂窝夹层结构及其在直升机噪声控制上的应用[J]. 装备环境工程, 2023, 20(5): 119-127.
[6] MELIH P, ALI R A. All-composite honeycomb core sandwich structures: master curves for stiffness-based design[J]. Forces in Mechanics, 2022(6): 1-15.
[7] 章令晖, 陈萍. 复合材料在空间遥感器中的应用进展及关键问题[J]. 航空学报, 2015, 36(5): 1385-1400.
[8] ANDRII K, VÁCLAV P, VITALIY G, et al. Effect of ply orientation on the mechanical performance of carbon fibre honeycomb cores[J]. Polymers, 2023, 15(11): 2503.
[9] WEI X Y, WANG Y, XUE P C, et al. Carbon Fiber composite honeycomb structures and the application for satellite antenna reflector with high precision[J]. Advances in Astronautics Science and Technology, 2022, 5(4): 423-441.
[10] 刘宇峰, 张中伟, 许正辉, 等. 空间高稳定碳/碳蜂窝夹层结构制备及性能[J]. 宇航学报, 2020, 41(8): 1067-1075.
[11] 杨玉平, 张中伟, 李玮洁, 等. 碳/碳蜂窝制备工艺及压缩与剪切行为[J]. 复合材料学报, 2023, 40(12): 6639-6648.
[12] 韦兴宇. 基于裁折法的复合材料蜂窝夹芯结构设计及力学性能研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2022.
[13] 武豪, 李玮洁, 张中伟, 等. 曲面碳/碳蜂窝制备及其均布载荷下的力学性能[J]. 复合材料学报, 2024, 41(9): 4932-4941.
[14] 伍保峰, 仇越, 杨强, 等. 重力梯度测量卫星超稳定平台技术研究[J]. 先进小卫星技术(中英文), 2024, 1(4): 1-7.
[15] 叶崇, 刘玲, 黄东, 等. 一种碳蜂窝及其制备方法: 202010348455.8[P]. 2020-09-11.
[16] 赵树军, 孟要伟, 苗志桃. 复合材料格栅型口盖结构设计研究与探讨[J]. 今日制造与升级, 2020(8): 60-62.
[17] 纪俊洋, 刘婷婷, 傅超, 等. 基于PAM-RTM的碳纤维复合材料汽车前地板成型过程数值模拟研究[J]. 材料导报, 2015, 29(2): 178-181.
[18] KANG M K, LEE W I, HAHN H T. Analysis of vacuum bag resin transfer molding process[J]. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2001, 32(1): 1553-1560.
[19] 户迎灿, 张联合, 崔健, 等. 基于VARTM的碳纤维单向与三维编织混杂织物树脂灌注工艺[J]. 工程塑料应用, 2024, 52(2): 57-65.

碳蜂窝液体成型工艺树脂充模仿真研究

Research on resin impregnate simulation of carbon honeycomb with liquid composites moulding technology

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	赵卫锋, 文嘉鑫, 周靖, 陈凯亮, 补国斌. GFRP-竹胶板管复合约束含砖骨料再生混凝土叠合柱抗压性能试验[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(3): 10-20.
[2]	李蔚然, 李云鹏, 李峰忠, 罗忠兵, 屈平, 焦慧锋. 复合材料圆柱厚壁壳体阵列超声声场研究[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(3): 21-27.
[3]	张泽林, 李哲, 冯宇, 王卓健, 张鹏飞, 尹生. 碳纤维复合材料预湿热条件下疲劳寿命退化规律[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(3): 28-37.
[4]	杨晓, 贺娜, 朱强, 倪智翔, 刘翀, 陈振毅, 邵泽恺, 蔡伟, 胡海晓, 曹东风. 温度载荷作用下复合材料-铝合金混合连接接头热变形行为研究[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(3): 38-48.
[5]	许天才, 马生强. 玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(3): 49-56.
[6]	丁祥彬, 胡伦宝, 侯硕, 翟立宏, 陈凯文, 陈晞. 纤维增强树脂基复合材料耐γ射线辐射性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(3): 57-64.
[7]	方家宝, 王兵, 曹京宜, 李想, 倪爱清, 殷文昌, 王继辉. 夹芯复合材料胶螺混接结构强度研究[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(3): 72-81.
[8]	礼嵩明, 郭闻, 吴思保, 鹿海军. 电磁功能复合材料行波抑制性能分析[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(3): 92-101.
[9]	张传伟, 许士超, 姜振南, 迟海波. 基于CFRP的矿用测风机械臂轻量化研究[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(3): 102-109.
[10]	李嵩, 周金宇, 王培培, 王晓坡, 杨帆, 刘文博, 王荣国. 基于粒子群算法的1bit超宽带编码超表面RCS缩减优化设计[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(3): 110-120.
[11]	李宏利, 侯增选, 张伟超, 陈凯印. 基于粒子群优化算法的绝热层缠绕路径优化[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(3): 137-144.
[12]	王垚, 梅启林, 丁国民, 申正鹏, 高琳沁, 王鸿. 基于石墨烯/聚合物自组装悬浮膜气压传感器的制备与性能探究[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(3): 145-154.
[13]	杨颖, 石庆贺, 胡可军, 朱福先, 段刘阳, 赵凤玲. 复合材料层合板结构的自适应正则化损伤识别(ARDI)方法研究[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(2): 1-9.
[14]	叶晨璐, 周邵萍, 罗志, 李沁霏. 基于散射源搜索的复合材料分层损伤定位[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(2): 20-27.
[15]	苏海亮, 位腾腾, 黄伟龙, 韦振校, 周梦凡. 复合材料缠绕管压缩失效机理及吸能特性研究[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(2): 28-33.