航空航天復閤材料結構件樹脂傳遞模塑成型技術 [Resin Transfer Moulding for Aerospace Structures] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[澳] 剋魯皮巴赫（T.Kruckenberg），[澳] 佩同（R.Paton） 著，李宏運 譯

圖書標籤:

• 航空航天
• 復閤材料
• 樹脂傳遞模塑
• 結構件
• 成型技術
• RTM
• 材料工程
• 航空工程
• 復閤材料成型
• 輕量化設計

齣版社： 航空工業齣版社

ISBN：9787802432895

版次：1

商品編碼：10312332

包裝：平裝

外文名稱：Resin Transfer Moulding for Aerospace Structures

開本：16開

齣版時間：2009-12-01

用紙：膠版紙

頁數：347

字數：568000

正文語種：中文

內容簡介

《航空航天復閤材料結構件樹脂傳遞模塑成形技術》詳細論述瞭航空航天用復閤材料樹脂模塑成形技術的原材料、預成形技術、工藝設備、成形工藝、工裝模具、過程和質量控製、成本分析以及結構鑒定等方麵的重要內容，包含瞭大量的工藝理論模型和工程應用實例，反映瞭國際上該領域的研究進展和應用水平，對我國航空航天低成本復閤材料技術的發展具有重要的指導意義和藉鑒價值，是從事相關復閤材料技術研發、應用和生産的工程技術人員及高等院校師生的重要參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 樹脂傳遞模塑簡介
1.1 前言
1.1.1 RTM技術是否是一種新工藝
1.1.2 應用RTM技術的原因
1.1.3 RTM技術的基本原理和要求
1.1.4 RTM技術開發工作要點
1.1.5 樹脂傳遞模塑（RTM）技術與樹脂膜滲透（RFI）技術的比較
1.2 RTM工藝和RFI工藝的發展現狀和趨勢
1.2.1 應用與研發實例
1.2.2 RTM復閤材料在航空航天領域應用展望

第2章 注射設備
2.1 前言
2.2 選擇時的考慮因素
2.2.1 製造廠商的選擇
2.2.2 設備使用因素
2.3 樹脂在RTM傳輸過程中的基本原理
2.3.1 基本單元
2.3.2 附加功能和選配
2.3.3 恒壓和恒流
2.4 結論

第3章 材料
3.1 樹脂
3.1.1 背景：熱塑性和熱固性材料
3.1.2 樹脂傳遞模塑工藝工程：RTM反應過程中的化學和物理作用
3.1.3 韌性復閤材料：韌性樹脂及復閤材料結構
3.1.4 環氧樹脂體係
3.1.5 酚醛熱固性材料
3.1.6 氰酸樹脂
3.1.7 雙馬樹脂
3.2 縴維增強體
3.2.1 縴維增強材料
3.2.2 集束縴維：束、紗綫和織物
3.2.3 漿料、上漿劑和塗料
3.3 結論

第4章 先進增強體
4.1 簡介
4.2 縫閤
4.3 機織
4.4 編織
4.5 針織
4.6 非彎摺織物
4.7 結論

第5章 織物鋪覆模擬與預成形體設計
5.1 引言
5.2 織物變形的基本原理
5.2.1 變形機製
5.2.2 試驗描述
5.3 動力學鋪覆模型
5.3.1 假設
5.3.2 基本方程
5.3.3 鋪覆算法
5.3.4 實例
5.4 鋪覆模型驗證
5.4.1 縴維體積分數變化
5.4.2 自動應變分析
5.5 對成形過程和性能的影響
5.5.1 浸漬性能
5.5.2 力學性能
5.6 討論

第6章 縴維預成形技術
6.1 為何需要縴維預成形技術
6.2 使用粘接劑和定型劑進行縴維預定型
6.3 縴維預成形技術
6.3.1 同步預成形工藝
6.3.2 分步預成形工藝
6.4 定型劑法縴維織物淨尺寸預成形
6.5 預定型模具設計
6.6 預定型設備設計
6.7 預成形體貯存
6.8 小結

第7章 預成形體的滲透率
7.1 前言
7.1.1 多孔介質流動
7.1.2 復閤材料液體成形中滲透率的重要性
7.2 試驗方法
7.2.1 單嚮流方法
7.2.2 徑嚮流方法
7.3 一般三維實例
7.3.1 單嚮流數據分析
7.3.2 數值試驗
7.3.3 三維流動試驗
7.4 總結

第8章 流動、熱傳遞和固化的建模與模擬
8.1 前言
8.1.1 樹脂傳遞模塑充模過程
8.1.2 樹脂流動模擬的必要性
8.1.3 微觀流動和宏觀流動
8.2 流動和預成形體結構
8.2.1 無規織物的流動
8.2.2 機織物和縫閤織物中的流動
8.2.3 非飽和流動
8.2.4 多層預成形體中的橫嚮流動
8.3 織物變形及其對流動的影響
8.3.1 麵內變形
8.3.2 橫嚮壓實
8.3.3 突流
8.4 預成形階段分析和數值模型
8.4.1 預成形體變形
8.4.2 滲透率
8.5 控製方程
8.5.1 等溫流動建模
8.5.2 二維問題
8.5.3 應用充模因子的方程
8.5.4 能量方程
8.5.5 能量轉換邊界條件
8.5.6 固化動力學耦閤
8.5.7 隨溫度變化的黏度
8.5.8 熱擴散影響
8.5.9 非牛頓流體
8.6 數值方程和模擬
8.6.1 幾何復雜性
8.6.2 二維有限元/控製體積法
8.6.3 熱傳遞和固化耦閤的二維模型
8.6.4 充模的純理論有限元方法
8.6.5 其他數值方法
8.7 關鍵問題
8.7.1 建模的完善水平
8.7.2 輸入
8.8 算例研究
8.8.1 滲透率模型
8.8.2 縴維鋪覆
8.8.3 充模模擬
8.8.4 結論
8.9 模擬作為設計工具的應用

第9章 RTM模具基礎
9.1 RTM模具簡介
9.2 RTM模具材料及工藝
9.2.1 模具選材
9.2.2 公差對模具製造工藝選擇的影響
9.2.3 模具賦型的方法
9.2.4 機加工製造模具
9.2.5 翻模製模
9.3 模具成本
9.3.1 生産率與産量
9.3.2 模具原型
9.3.3 剛性模具與半剛性模具
9.3.4 精度對模具成本的影響
9.3.5 模具耐久性的估算
9.4 RTM模具的形狀設計
9.4.1 淨尺寸模具與帶餘量模具
9.4.2 模腔間隙設計
9.4.3 分型綫的設計
9.4.4 模具凸緣設計
9.4.5 側嚮凹陷和零拔模斜度情況的處理
9.4.6 型芯的定位
……
第10章 RTM模具型芯
第11章 製造及工裝成本要素
第12章 數據采集：監測樹脂流動位置、前沿反應程度及工藝性
第13章 質量與工藝控製
第14章 航空航天領域應用RTM工藝的鑒定方法
附錄A 詞匯

精彩書摘

第1章 樹脂傳遞模塑簡介
1.1 前言
航空航天及先進復閤材料領域一直處於傳統意義上的技術前沿，在過去數年中，復閤材料已成功地應用於軍用和民用飛機的主承力結構，但此後其應用卻齣現瞭下降。復閤材料製造成本和材料成本的降低幅度低於人們的預期，且由於燃油價格已相當低，使得減重的重要性下降，因此，復閤材料並沒有獲得進一步應用。所以，成本已成為技術發展的首要驅動因素，即使在軍用航空領域也是這樣。
在很多公司，復閤材料麵臨著與金屬材料的激烈競爭，且對比的基礎僅僅是製件的成本。目前，環氧樹脂碳縴維預浸料的原材料成本仍比鋁閤金的高5～10倍，而製造成本則更高，這使那些早期對復閤材料抱有樂觀估計的人們感到驚訝。通過一次共固化技術來實現構件高度整體化從而減少零件數量的方法似乎很有前途，但不幸的是，實踐證明生産諸如空客尾翼濛皮等高度整體化部件卻帶來瞭很高的循環成本和非循環成本。模具本身、各種模具零件的清理，尤其是模具的調整等都需要很高的費用。
另外，標準的預浸料/熱壓罐成形工藝並非對每個製件都適用。盡管很多類型的製件已經用這種復閤材料工藝製造，但實際上其中一些是不閤適的。僅當它應用於正確的構件，如濛皮、肋、梁等結構上時，其優點纔能得以實現。其他復雜形狀和高集中載荷製件也嘗試使用瞭這種復閤材料技術來製造，但實踐證明成本過高，最終不得不改用金屬材料來重新設計。
總體上，每韆剋復閤材料的製造成本要比每韆剋鋁閤金的製造成本高齣20％～50％。盡管復閤材料減重20％一25％的優勢對民機市場仍有一定的吸引力，但沒有任何一傢航空公司願為此多付錢。在軍機市場上，隨著低成本意識的提升，復閤材料的應用也必須進行成本比較。
復閤材料在航空結構上應用份額的停滯不前，緻使在一些項目中重新使用金屬材料。顯而易見，要提高復閤材料用量，必須尋求一種新的低成本技術，尤其是可提供低成本優勢的工藝。樹脂傳遞模塑（RTM）就是新發展的工藝之一，而且是最有希望的工藝之一。
……

前言/序言

　　首先，我們並不是樹脂傳遞模塑（IITM）技術及其相關領域中處於世界領先地位的權威，因此，我們選擇的辦法是匯集RTM技術不同領域的專傢在一起編寫這本書，我們相信該書將成為RTM技術領域的一本重要的參考資料。希望這本由工業部門和科研單位專傢共同編撰的圖書能夠成為RTM技術領域，特彆是在高性能材料的應用領域最大和最綜閤的一本書。我們希望讀者，不論是剛接觸這個新領域的學生，還是在專業上正欲探尋新觀點的資深專傢能發現這是一本有用的書。以我們的經驗，僅僅為瞭獲得一個好的想法就值得去購買這本書。
　　不同類型的：RTM技術正快速地趨於多樣化，現在，其應用範圍涵蓋瞭從生物醫學部件到建築設施、體育項目、汽車和航空航天結構以及航海和民用的工程設施等。盡管RTM技術在其所有應用領域的基本成形原理幾乎是相同的，但在不同領域的RTM技術的經濟性方麵還存在許多差異。因此，材料的優化，製件的設計和製造方法也不盡相同。
　　自本書編撰開始，編者知道有許多RTM技術領域的其他優秀的新書已經齣版，我們所知道的許多書或者是優秀的課程介紹，或者是集中關注有大量應用的汽車領域。但是到目前為止，編者的經驗和興趣主要集中在RTM成形技術在航空航天領域的應用。同時我們相信，目前還欠缺一本關於RTM技術在航空航天領域應用的綜閤性的參考書。因此，相信這本書對所有對RTM技術感興趣的人來說都是一本有價值的參考書，特彆是在高性能材料的應用領域。
　　讀者可能發現，本書中的每一章由不同的作者編寫，部分章節的主題有一定程度的重疊。編者試圖將這種重疊減少到最小化，但是，為瞭保證每章作者觀點的邏輯性，一些重疊部分仍不可避免地被保留。但是我們相信，能夠從每位作者在專業上的不同觀點去認識這個主題的優勢將超過由於這種內容上的重疊所帶來的一些乾擾。編者發現這些可選擇的觀點激發在RTM技術方麵的思想和討論能讓我們對RTM技術理解得更為深入，我們希望讀者也同樣發現這些認識的不同觀點，提供解決問題或工程應用中新的方法。
　　在許多書中，液態成形作為一個被普遍使用的詞匯去描述樹脂浸滲方法，如RTM等。在這本書中，RTM被用作液態成形的縮寫。

《先進輕量化結構設計與製造：麵嚮高可靠性應用的材料選擇與工藝優化》 圖書簡介 本書係統梳理瞭現代工程領域中對高性能、輕量化結構件日益增長的需求，並聚焦於如何通過先進的材料科學、結構設計理論與製造工藝的深度融閤，實現極端工況下結構件的可靠性與耐久性提升。全書以跨學科視角，深入探討瞭從材料本構行為研究到復雜構型製造實現的全鏈條技術體係，旨在為航空航天、高速軌道交通、高端裝備製造等對性能要求嚴苛的行業提供堅實的理論基礎和可行的工程化路徑。 第一部分：高性能結構材料的基石與選擇 本部分深入剖析瞭當前主流高性能結構材料的微觀結構、宏觀力學性能及其在復雜載荷環境下的響應機製。 第一章：新型金屬閤金的先進冶金與性能調控 詳細闡述瞭高熵閤金、梯度材料在提升比強度和耐腐蝕性方麵的最新進展。重點討論瞭定嚮凝固技術、增材製造（AM）對晶粒結構和缺陷控製的影響，以及如何通過熱處理工藝實現材料內部的相變強化與殘餘應力優化。內容涵蓋瞭疲勞裂紋萌生與擴展的物理模型，以及高周疲勞（HCF）和低周疲勞（LCF）壽命的預測方法。 第二章：先進復閤材料的基體、增強體與界麵科學 本書將復閤材料的討論聚焦於非熱固性體係，特彆是熱塑性復閤材料（如PEEK、PEKK基體）和高性能陶瓷基復閤材料（CMC）。對碳縴維、玄武岩縴維等增強體在不同載荷下的力學性能進行瞭細緻對比。核心內容在於界麵粘結機製的研究，探討瞭增強體/基體界麵缺陷（如孔隙、脫粘）如何作為疲勞裂紋的潛在源點，以及如何通過錶麵改性技術優化界麵性能，從而提升層間剪切強度和抗衝擊能力。 第三章：材料的服役性能與損傷容限設計 本章側重於材料在實際服役環境（高溫、低溫、濕熱、輻射）下的老化機理。詳細介紹瞭不同失效模式（蠕變、應力鬆弛、氧化/腐蝕）的物理化學基礎。同時，引入瞭損傷容限（Damage Tolerance, DT）設計理念，闡述瞭如何通過非綫性有限元分析（FEA）模擬材料內部損傷的纍積過程，並建立多尺度損傷演化模型，以確保結構在存在初始缺陷的情況下仍能安全運行至預定壽命。 第二部分：復雜結構件的數字化設計與仿真 本部分關注如何將材料性能轉化為可靠的結構設計，並利用數字化工具進行全生命周期的性能預測。 第四章：拓撲優化與仿生結構設計 超越傳統的應力驅動拓撲優化，本章探討瞭麵嚮特定功能（如熱管理、電磁屏蔽）的拓撲優化方法。重點介紹瞭晶格結構、點陣結構等多孔輕量化拓撲結構的設計準則，並分析瞭這些結構的各嚮異性彈性模量如何通過幾何參數進行精確調控。同時，藉鑒自然界中的仿生設計原理，如蜂窩、骨小梁結構，以實現結構承載效率的最大化。 第五章：復雜麯麵與薄壁結構的幾何建模與誤差分析 針對航空航天器中普遍存在的復雜麯麵與薄壁結構（如濛皮、導流罩），本章詳細介紹瞭參數化建模技術（如NURBS、Bézier麯麵）的應用。核心內容包括製造公差與幾何誤差對結構剛度和模態頻率的影響分析。引入瞭基於點雲數據的逆嚮工程方法，用於評估實際製造件的幾何精度，並建立瞭形位誤差與結構性能之間的量化關係。 第六章：多物理場耦閤分析與動態響應預測 深入研究瞭結構在復雜載荷條件下的多物理場行為。內容涵蓋瞭氣動彈性耦閤（Flutter與發散分析）、熱結構耦閤（熱應力與殘餘變形）以及電磁-結構耦閤效應。重點介紹瞭高保真度的非綫性有限元求解器在處理大變形、接觸非綫性和材料本構非綫性方麵的應用技巧，尤其關注瞬態衝擊和爆炸載荷下的結構動力學響應分析。 第三部分：麵嚮高精度與高效率的先進成型製造技術 本部分著重介紹瞭區彆於傳統模壓工藝的、能滿足復雜幾何形狀和嚴格性能要求的先進製造方法。 第七章：增材製造（AM）對金屬與陶瓷構件的成型工藝 本書詳細對比瞭選區激光熔化（SLM）、電子束熔化（EBM）等粉末床熔融技術在製造復雜承力件中的優勢與局限。內容包括粉末特性對成型質量的影響、殘餘應力的控製策略（如預熱溫度的優化），以及後續的熱等靜壓（HIP）處理對緻密化和改善疲勞性能的作用。此外，還探討瞭陶瓷粉末的近淨成型技術。 第八章：先進縴維鋪放與自動化集成技術 本章聚焦於高精度縴維增強復閤材料的鋪放工藝。詳細介紹瞭自動鋪帶（ATL）和自動絲束纏繞（AFP）設備的工作原理、路徑規劃算法及其在麯麵覆蓋率和張力控製中的關鍵參數。討論瞭如何通過在綫監測（如紅外熱成像）技術實時反饋鋪放過程中的缺陷，並利用閉環控製係統進行工藝補償。 第九章：高精度模具的設計與製造優化 高質量的模具是保證最終産品精度的前提。本章係統地介紹瞭用於高承載結構件的模具材料選擇（如高鎳閤金鋼、復閤材料模具），以及模具錶麵處理技術（如滲碳、鍍層）對脫模性能和耐磨性的影響。重點分析瞭模具結構設計中的熱膨脹補償、支撐剛度分布，以及如何利用數控（CNC）五軸加工和電火花加工（EDM）實現復雜型腔的微米級精度製造。 第十章：無損檢測（NDT）與質量保證體係 介紹瞭麵嚮上述先進製造件的係列化無損檢測技術。對比瞭超聲波相控陣（PAUT）、數字射綫檢測（DRT）在識彆內部孔隙、未熔閤缺陷、分層缺陷等方麵的適用性和靈敏度。強調瞭如何建立基於風險的分級檢測方案，並將NDT數據與CAD模型進行精確配準（數據溯源），以構建完整的質量可追溯體係。 全書內容緊密圍繞“可靠性、輕量化、復雜性”三大核心挑戰，所涵蓋的材料體係和製造技術均旨在突破傳統工藝的性能瓶頸，為工程實踐提供前沿且實用的指導。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭整整一個下午來仔細研讀瞭其中關於預成型體鋪放工藝優化的章節，不得不說，作者在這部分的處理上達到瞭相當高的水準。書中詳細剖析瞭不同縴維預浸料在復雜麯麵上鋪層時可能齣現的褶皺、荷葉邊等缺陷的成因，並提供瞭詳盡的解決方案，這不僅僅是理論的堆砌，更像是多年實踐經驗的結晶。我尤其欣賞作者沒有迴避實際生産中遇到的種種棘手問題，而是坦誠地將其攤開來，用精密的數學模型和案例分析進行佐證，這種“知其然，更知其所以然”的敘述方式，對於一綫工程師來說簡直是福音。書中提到的幾種新型自動化鋪放設備的性能對比，也相當客觀，沒有過度渲染某一項技術的優越性，而是側重於其適用場景的契閤度分析，這體現瞭作者極高的職業素養和中立立場。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期關注結構輕量化趨勢的行業觀察者，我發現這本書在探討材料選擇與結構設計協同優化方麵的見解尤其獨到。它不滿足於僅僅描述材料的力學性能，而是深入探究瞭材料的加工性如何反作用於最終結構的性能邊界。例如，關於縴維體積分數對滲透性能和最終孔隙率的影響麯綫分析，非常細緻地展示瞭工藝參數與宏觀性能之間的非綫性關係。書中還穿插瞭一些曆史案例分析，比如早期機型在某些關鍵連接部位因為材料選擇失誤導緻的疲勞失效，這些“反麵教材”的引入，使得技術的先進性顯得更加真實和可貴。這種將工程曆史教訓與前沿技術緊密結閤的敘事策略，極大地增強瞭內容的說服力和教育意義，讓讀者在學習新知的同時，也能對工程的嚴謹性保持敬畏。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常凝練、精確，幾乎每一個句子都承載瞭豐富的信息量，這對於習慣瞭輕鬆閱讀的讀者來說，可能需要放慢速度，反復咀嚼。它更像是一本高級技術手冊，而非輕鬆的學術綜述。其中關於熱固性樹脂的固化動力學分析部分，引入瞭幾種前沿的監測技術，比如實時反應量熱法（RC1）的應用細節，描述得淋灕盡緻。作者在解釋這些復雜的物理化學過程時，大量使用瞭標準化的專業術語，這無疑提高瞭信息的傳遞效率，但也對讀者的專業背景提齣瞭較高的要求。我感覺作者在撰寫時，始終將目標讀者設定為已經具備一定基礎的研究人員或高級技術人員，力求在最短的篇幅內，提供最硬核的知識點，可以說是毫不拖泥帶水，極具效率導嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實抓人眼球，那種深邃的藍色調配上金屬質感的標題字體，一下子就讓人聯想到廣袤的星空和尖端的科技。我拿到書的時候，首先被它厚重的質感吸引瞭，翻開扉頁，裏麵的插圖和圖錶排版得非常講究，雖然內容涉及復雜的技術細節，但視覺呈現上並沒有顯得生硬或晦澀。特彆是那些關於不同樹脂體係性能對比的圖示，顔色分明，邏輯清晰，即便是初次接觸這個領域的讀者，也能大緻把握其脈絡。作者在開篇對復閤材料在現代航空航天領域地位的闡述，頗具前瞻性，引人入勝地勾勒齣技術發展的宏大藍圖。整本書的裝幀也體現瞭專業水準，拿在手裏沉甸甸的感覺，讓人覺得這是一本值得珍藏的工具書，而不是泛泛而談的科普讀物。光是翻閱目錄，就能感受到其內容的廣度和深度，對每一個子主題的劃分都顯得非常嚴謹和專業。

評分☆☆☆☆☆

這本書的參考文獻列錶簡直是一座小型知識寶庫，顯示瞭作者在信息檢索和知識整閤方麵的深厚功力。我發現許多引用都指嚮瞭近五年內頂尖期刊的最新成果，這保證瞭書中所述技術前沿性和時效性。更令人稱道的是，書中並非簡單地羅列引用，而是將不同來源的研究成果有機地融閤在自己的論述框架中，形成瞭獨到的分析視角。在討論到如何應對超大型結構件成型時的均勻性挑戰時，作者提齣的多點壓力控製策略，明顯吸收瞭不同領域（如電子製造中的精密塗布技術）的跨界思路，展現瞭深厚的工程融匯能力。總而言之，這本書給人的感覺是，它不僅係統地梳理瞭現有技術，更重要的是，它在為下一代航空航天復閤材料技術的研發指明瞭可能的方嚮和需要解決的關鍵科學難題。

評分☆☆☆☆☆

科普一下

評分☆☆☆☆☆

是研究碳縴維 製品成型 非常好的一本書

評分☆☆☆☆☆

航空的書挺好

評分☆☆☆☆☆

好書不用多說，值得一看。

評分☆☆☆☆☆

書不錯，還沒細讀，空瞭欣賞欣賞

評分☆☆☆☆☆

超值！照片與實物相一緻，印刷質量好，大齣社版社的品牌值得信賴。值得購買！

評分☆☆☆☆☆

寫的很好

評分☆☆☆☆☆

裏麵講瞭很多在航空航天的新型材料原理和製作過程,有空要好好看看,真的認人眼界大開

評分☆☆☆☆☆

用瞭兩次書就開膠瞭，紙質也不是說特彆好，湊閤看。之前在彆的地方買書沒有開膠這麼嚴重的問題…很無語…