树脂渗透于碳纤维绒线的实验与模拟研究

连续纤维增强聚合物是轻型结构应用的关键材料，纤维-基体浸润直接影响复合材料性能。实时了解树脂渗透过程中动态浸润行为 remains 挑战，尤其是在真实加工条件下。本文通过综合光学实验和基于微尺度绒线几何结构参数化的两相流动模拟，研究了常用环氧树脂对商业碳纤维绒线的动态浸润。我们测量了速度相关的 advancing 接触角，并观察到毛细驱动的树脂渗透过程中绒线几何结构的变化。利用从微尺度推导的毛细压力和渗透性参数进行的模拟，定量再现了随时间演化的渗透动力学。我们的发现表明，尽管动态接触角随速度而变，微尺度绒线结构主导树脂浸润行为。这种集成的实验和建模方法提高了对纤维-树脂相互作用的理解，为优化复合材料制造工艺和提高材料质量提供了途径。