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VARI工艺在游艇艇体上的应用与优化设计
| 论文题名： | VARI工艺在游艇艇体上的应用与优化设计 |
| 关键词： | 游艇艇体;真空辅助树脂注射成型;工艺优化;填充质量 |
| 摘要： | 真空辅助树脂注射（Vacuum Assisted Resin Infusion，简称VARI）是一种新型低成本的复合材料制件成型技术。因其具有成本低、制品性能好、环保以及适合于大型结构件整体成型等优点，已成功应用于游艇制造领域。目前国内真空辅助艇体成型的工艺参数主要凭人工经验进行制定，导致产品成型出现工时长、成本高、缺陷率高的问题。因此，优化VARI工艺参数对降低制品缺陷、提高游艇成型质量有着重要的意义。 本课题主要对VARI工艺的艇体成型过程进行系统的模拟分析与实验研究，得到相关工艺参数优化方案，为完善大型游艇成型工艺的生产理论提供了参考依据。本文的主要研究内容包括: 1)在概括VARI成型工艺流程的基础上，对真空辅助艇体成型过程进行深入的理论研究。对艇体成型过程中的主要工艺参数及材料特性进行分析;结合实际生产情况，针对各工艺环节建立以艇体质量为顶事件的成型系统故障树，采用蒙特卡洛法进行仿真计算，得到系统工艺薄弱环节，平均无故障工作时间为237.5h。 2)主要工艺参数对树脂流动前沿影响的模拟填充与试验分析。为了更好的掌握VARI工艺艇体成型中的参数值，开展了对树脂粘度、纤维织物厚度、注射方式在纤维预制体中填充流动过程的影响研究;利用RTM-Worx软件对VARI工艺中的树脂流动过程进行了模拟填充，并搭建了VARI工艺树脂填充可视化实验平台，将模拟填充结果与试验测试结果进行对比分析，为艇体模型试验提供了依据。 3)对艇体进行填充模拟分析与优化设计。按照艇体模型试验的需要，利用Rhinoceros建立5.9英尺艇体三维模型，编制了模具制作过程;利用RTM-Worx对布置不同流道的艇体进行模拟填充，综合分析填充质量、填充时间以及操作复杂度，选取了最佳纵向型流道布置方式;建立了关于注脂口布置间距、充模时间和成本的数学模型，对布置不同注脂口间距的艇体进行模拟填充，利用数据插值拟合法，得到最优注脂口间距x=560mm、y=170mm;根据优化结果，分别对艇体进行模拟与试验填充，得到树脂流动过程、结果及成型质量趋势基本一致。 |
| 作者： | 赵云宝 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 陈景锋;陈清林;赖跃阳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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