Resin Flow and CompactionAmong the

Resin Flow and Compaction
Among the large number of multipyhsical phenomena taking place during composite manufacturing processes, resin flow is another important aspect affecting the stressstrain generation. Resin flow affects the distribution of the fiber volume fraction, the mechanical properties of the laminate and the final dimensions of the part [23]. Stress calculations require knowledge of the local elastic properties which are functions of the local fiber volume fraction.
Resin rich and resin poor regions occur as a consequence of resin flow within the part. The distributions of the resin flow and resin pressure in the composite part play a critical role for the void formation and migration.
Resin flow is also crucial during the manufacturing of composite sandwich panels since the liquid resin pressure may cause surface dimpling and core buckling [23]. In order to increase the fiber volume fraction of the laminate, a bleeder is sometimes applied inside the vacuum bag during the manufacturing of composite laminates. Liquid resin allows the bleeder to move and bleed through the thickness direction of the laminate. Consequently, local fiber volume fraction gradients occur inside the laminate.
To illustrate, flat composite parts often form resin rich regions near the tooling and resin poor regions on the bag side of the laminate, as represented schematically in Fig. 3.
The local CTE of the composite part depends on the fiber volume fraction distributions. And hence, the low CTE on the upper side of the laminate results in less shrinkage than the CTE on the lower side of the laminate during the cool down. This unsymmetrical behaviour causes warpage of the flat parts as schematically shown in Fig. 3.
Although the compaction mechanism for curved parts is similar to the compaction mechanism for flat parts, a different mechanism, known as fiber bridging, is responsible for the non-uniform fiber volume fraction in the throughthickness direction. As the thickness of the part is reduced by compaction, the friction between the prepreg layers prevents these layers from conforming to the tool shape at the corner. The applied pressure is ineffective at the corner of the part due to fiber bridging. This creates a low pressure region at the corner of the tool which is then percolated by resin, increasing the thickness of the part at the corner and forming a resin rich region as represented in Fig. 4. This effect is more pronounced in tighter radius parts. The corner thickening results in a higher resin fraction at the corner and hence a higher through-thickness CTE. The higher CTE at the corner in turn causes more spring-in since there is more shrinkage in the through-thickness direction during the cool down stage.
Radford [24] observed warping in symmetric carbon fiber/epoxy laminates even though classical laminate plate theory predicted no warpage. The non-uniform fiber volume fraction in the through-thickness direction, i.e., the local resin-rich regions near the tooling and resin-poor regions at the top surface adjacent to the bleeder, resulted in concave down parts. Fiber volume fractions of 0.52 and 0.59 were observed on the bag and tool sides, respectively, with an interior volume fraction of 0.57. The variation in the fiber volume fraction was included in the CLT analysis in which the mid-plane curvatures were predicted taking the CTE of the laminate and matrix shrinkage into account [24]. The predicted curvature for the long uniaxial carbon fiber/epoxy sample strips of varying thickness was found to match with the experimentally observed curvature. Furthermore, the results showed that the fiber volume fraction gradients induced during a top bleed curing was an important component of the warpage observed in the composite part [24].

النتائج (العربية) 1:

راتنج التدفق والضغطمن بين عدد كبير من الظواهر مولتيبيهسيكال التي تحدث أثناء عمليات تصنيع مركب، هو تدفق راتنج الجوانب الهامة الأخرى التي تؤثر على الجيل ستريسستراين. تدفق راتنج يؤثر على توزيع جزء حجم الألياف، والخواص الميكانيكية للرقائق والأبعاد النهائية للجزء [23]. حسابات الإجهاد يتطلب معرفة خصائص مطاطا المحلية التي وظائف الكسر حجم الألياف المحلية.راتنج الغنية والمناطق الفقيرة راتنج تحدث نتيجة تدفق الراتنج داخل الجزء. توزيعات ضغط تدفق وراتنج الراتنج في الجزء المركب تلعب دوراً حاسما تشكيل الفراغ والهجرة.تدفق راتنج مهم أيضا أثناء تصنيع لوحات ساندويتش المركبة حيث قد تسبب الضغط الراتنج السائل تجوف السطحية والأساسية التواء [23]. من أجل زيادة حجم الألياف الكسر من الرقائق، تطبيق منزوفة أحياناً داخل كيس فراغ أثناء تصنيع رقائق المركب. يسمح الراتنج السائل منزوفة للتحرك وتنزف من خلال اتجاه سمك الرقائق. ونتيجة لذلك، تحدث التدرجات جزء حجم الألياف المحلية داخل الرقائق.على سبيل المثال، تشكل الأجزاء المركبة شقة غالباً ما راتنج المناطق الغنية قرب المناطق الفقيرة الراتنج والأدوات على الجانب حقيبة من الرقائق، ممثلا تخطيطياً في الشكل 3.The local CTE of the composite part depends on the fiber volume fraction distributions. And hence, the low CTE on the upper side of the laminate results in less shrinkage than the CTE on the lower side of the laminate during the cool down. This unsymmetrical behaviour causes warpage of the flat parts as schematically shown in Fig. 3.Although the compaction mechanism for curved parts is similar to the compaction mechanism for flat parts, a different mechanism, known as fiber bridging, is responsible for the non-uniform fiber volume fraction in the throughthickness direction. As the thickness of the part is reduced by compaction, the friction between the prepreg layers prevents these layers from conforming to the tool shape at the corner. The applied pressure is ineffective at the corner of the part due to fiber bridging. This creates a low pressure region at the corner of the tool which is then percolated by resin, increasing the thickness of the part at the corner and forming a resin rich region as represented in Fig. 4. This effect is more pronounced in tighter radius parts. The corner thickening results in a higher resin fraction at the corner and hence a higher through-thickness CTE. The higher CTE at the corner in turn causes more spring-in since there is more shrinkage in the through-thickness direction during the cool down stage.Radford [24] observed warping in symmetric carbon fiber/epoxy laminates even though classical laminate plate theory predicted no warpage. The non-uniform fiber volume fraction in the through-thickness direction, i.e., the local resin-rich regions near the tooling and resin-poor regions at the top surface adjacent to the bleeder, resulted in concave down parts. Fiber volume fractions of 0.52 and 0.59 were observed on the bag and tool sides, respectively, with an interior volume fraction of 0.57. The variation in the fiber volume fraction was included in the CLT analysis in which the mid-plane curvatures were predicted taking the CTE of the laminate and matrix shrinkage into account [24]. The predicted curvature for the long uniaxial carbon fiber/epoxy sample strips of varying thickness was found to match with the experimentally observed curvature. Furthermore, the results showed that the fiber volume fraction gradients induced during a top bleed curing was an important component of the warpage observed in the composite part [24].

النتائج (العربية) 2:

الراتنج تدفق وضغط
من بين عدد كبير من الظواهر multipyhsical تحدث أثناء عمليات التصنيع المركبة، تدفق الراتنج هو جانب مهم آخر يؤثر على الجيل stressstrain. يؤثر تدفق الراتنج توزيع نسبة حجم الألياف، والخواص الميكانيكية للصفح والأبعاد النهائية من الجزء [23]. تتطلب حسابات الإجهاد معرفة خصائص المرونة المحلية التي هي وظائف من حجم الألياف جزء المحلي.
الراتنج الأغنياء وتحدث المناطق الفقيرة الراتنج نتيجة لتدفق الراتنج داخل الجزء. توزيعات تدفق الراتنج والضغط الراتنج في الجزء مركب تلعب دورا حاسما في تشكيل باطل والهجرة.
تدفق الراتنج هو أيضا حاسما أثناء تصنيع الألواح المركبة لأن الضغط الراتنج السائل قد تسبب التنقير السطحية والأساسية التواء [23 ]. من أجل زيادة نسبة حجم الألياف صفح، يتم تطبيق النازف في بعض الأحيان داخل حقيبة فراغ أثناء تصنيع شرائح المركبة. الراتنج السائل يسمح للالنازف للتحرك وتنزف من خلال اتجاه سمك من الرقائق. ونتيجة لذلك، تحدث التدرجات حجم الألياف جزء المحلية داخل صفح.
ولتوضيح ذلك، أجزاء المركبة مسطحة غالبا ما تشكل المناطق الغنية الراتنج بالقرب من الأدوات والراتنج المناطق الفقيرة على الجانب كيس من صفح، ممثلا تخطيطي في الشكل. 3.
والتجارة والبيئة المحلية للجزء مركب يعتمد على التوزيعات جزء حجم الألياف. وبالتالي، جنة التجارة والبيئة منخفضة على الجانب العلوي من نتائج صفح في انكماش أقل من جنة التجارة والبيئة على الجانب السفلي من صفح خلال أسفل بارد. يؤدي هذا السلوك غير متماثل انفتال من أجزاء مسطحة كما هو مبين في الشكل تخطيطي. 3.
على الرغم من أن آلية الضغط لقطع منحنية تشبه آلية الضغط لقطع مسطحة، آلية مختلفة، والمعروفة باسم سد الألياف، هي المسؤولة عن غير موحدة جزء حجم الألياف في الاتجاه throughthickness. كما يتم تقليل سمك جزء من الضغط والاحتكاك بين طبقات التقوية يمنع هذه الطبقات من المطابقة لشكل أداة في الزاوية. الضغوط التي مورست غير فعال في ركن من أركان يرجع ذلك جزئيا إلى سد الألياف. وهذا يخلق منطقة ضغط منخفض في زاوية الأداة التي يتم بعد ذلك يسيل من الراتنج، وزيادة سمك الجزء في الزاوية وتشكيل منطقة غنية الراتنج والمتمثلة في الشكل. 4. هذا التأثير أكثر وضوحا في أجزاء دائرة نصف قطرها أكثر صرامة. نتائج الزاوية سماكة في أعلى جزء الراتنج في الزاوية، وبالتالي ارتفاع جنة التجارة والبيئة من خلال سمك. لجنة التجارة والبيئة ارتفاع في الزاوية بدوره يؤدي إلى مزيد من الربيع في أنه ليس هناك المزيد من الانكماش في الاتجاه من خلال سمك خلال المرحلة أسفل بارد.
رادفورد [24] نظرن تزييفها في شرائح من ألياف الكربون / الايبوكسي متماثل على الرغم من أن نظرية لوحة صفح الكلاسيكية تنبأت لا انفتال. غير موحدة جزء حجم الألياف في الاتجاه من خلال سمك، أي المناطق الراتنج الغنية المحلية بالقرب من الأدوات والمناطق الفقيرة الراتنج في السطح العلوي المجاور لالنازف، أسفرت عن مقعرة أسفل أجزاء. وقد لوحظت كسور حجم الألياف 0.52 و 0.59 على حقيبة وأداة الجانبين، على التوالي، ويبلغ حجم جزء الداخلي من 0.57. أدرج الاختلاف في نسبة حجم الألياف في التحليل CLT فيه انحناءات منتصف الطائرة كان من المتوقع اتخاذ جنة التجارة والبيئة من صفح ومصفوفة انكماش في الاعتبار [24]. تم العثور على انحناء توقع لذو محورين طويلة شرائط عينة من ألياف الكربون / الايبوكسي متفاوتة سمك لتتناسب مع انحناء وحظ تجريبيا. وعلاوة على ذلك، أظهرت النتائج أن التدرجات جزء حجم الألياف التي يسببها خلال أحد كبار علاج نزيف كان عنصرا هاما من انفتال لوحظ في الجزء مركب [24].

النتائج (العربية) 3:

تدفق الراتنج و الدمكمن بين عدد كبير من multipyhsical الظواهر التي تحدث أثناء عمليات التصنيع، تدفق الراتنج المركب ومن الجوانب المهمة التي تؤثر على stressstrain جيل.تدفق الراتنج يؤثر في توزيع الألياف حجم ضئيل، الخواص الميكانيكية لل صفح و الأبعاد النهائية من الجزء (23).تؤكد الحسابات تتطلب معرفة خصائص مرنة المحلية والتي هي من مهام الكسر ألحجمي لألياف المحلية.راتنج الراتنج الغنية والمناطق الفقيرة تحدث نتيجة تدفق الراتنج داخل منطقة الجزء.توزيع تدفق الراتنج، الراتنج الضغط في الجزء المركب يؤدي دورا حاسما في تشكيل الفراغ، والهجرة.تدفق الراتنج هو حاسم أيضا في تصنيع الألواح المركبة منذ الراتنج السائل قد يسبب ضغط السطح التنقير و التواء الأساسية ([23].وبغية زيادة الألياف جزء من حجم صفح، نازف يطبق أحيانا داخل كيس فراغ أثناء تصنيع شرائح المركب.السائل الراتنج يسمح النازف على التحرك و تنزف من خلال التوجه سمك صفح.وبالتالي فإن الكسر ألحجمي لألياف المحلية التدرجات تحدث داخل صفح.على سبيل المثال، شقة أجزاء مركب راتنج غالباً ما تشكل المناطق الغنية بالقرب من الأدوات الراتنج المناطق الفقيرة على حقيبة الجانب صفح، بوصفها ممثلة تَخطِيطِيّاً في الشكل 3.المحلية كوت من الجزء مركب يعتمد على الكسر ألحجمي لألياف التوزيعات.ومن ثم، فإن انخفاض كوت على الجانب العلوي من نتائج لمينت في انكماش أقل من كوت على الجانب السفلي من صفح خلال... اهدأهذا السلوك غير متماثل أسباب warpage شقة أجزاء تَخطِيطِيّاً المبين في الشكل 3.على الرغم من أن آلية الضغط على أجزاء منحنية تشبه آلية الضغط على الأجزاء المسطحة، آلية مختلفة، والمعروفة باسم ليف سد هو المسؤول تضارب في حجم الألياف يسير في الاتجاه throughthickness.كجزء من سمك هو تخفيض الضغط و الاحتكاك بين طبقات prepreg يمنع هذه الطبقات من مطابقة شكل أداة في ركن.تطبيق الضغط غير فعالة في زاوية الجزء بسبب الألياف سد.هذا يخلق منطقة ضغط منخفض في الزاوية وهي أداة ثم يسيل من الراتنج، زيادة سمك الجزء عند الزاوية و تشكيل الراتنج في المنطقة الغنية المتمثلة في الشكل 4.هذا التأثير أكثر وضوحا في أشد أجزاء القطر.الزاوية سماكة النتائج في رفع راتينج يسير في الزاوية ومن ثم ارتفاع من خلال سمك كوت.ارتفاع كوت في زاوية يتسبب بدوره في الربيع أكثر لأن هناك مزيدا من الانكماش في طريق سمك الاتجاه خلال مرحلة تهدئة.رادفورد [24] لاحظ انفتال في متماثل من ألياف الكربون / الايبوكسي شرائح بالرغم من كلاسيكية صفح لوحة توقعت النظرية لا warpage.تضارب في حجم الألياف يسير في طريق سمك الاتجاه، أي راتنج المحلية المناطق الغنية بالقرب من الأدوات الراتنج المناطق الفقيرة في الأعلى السطح المجاور النازف, أدى إلى أسفل مقعر قطع.الألياف حجم جزيئاتها من 0.52 0.59 لوحظت على الجانبين كيس أداة، على التوالي، مع جزء من حجم 0.57 الداخلية.الاختلاف في الكسر ألحجمي لألياف مدرجة في تحليل الشلت في منتصف الطائرة تقوسات تم توقع مع كوت من صفح ماتريكس انكماش في الاعتبار [24].انحناء المتوقعة لفترة طويلة أحادي من ألياف الكربون / الايبوكسي شرائح العينة لسماكة متفاوتة تم العثور على تطابق بالتجربة لاحظت انحناء.وعلاوة على ذلك، أظهرت النتائج أن الكسر ألحجمي لألياف التدرجات المستحثة خلال قمة النزف علاج كان عنصرا هاما في warpage لوحظ في مركب الجزء (24).