航空航天复合材料结构件树脂传递模塑成型技术 [Resin Transfer Moulding for Aerospace Structures] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[澳] 克鲁皮巴赫（T.Kruckenberg），[澳] 佩同（R.Paton） 著，李宏运 译

图书标签:

• 航空航天
• 复合材料
• 树脂传递模塑
• 结构件
• 成型技术
• RTM
• 材料工程
• 航空工程
• 复合材料成型
• 轻量化设计

出版社： 航空工业出版社

ISBN：9787802432895

版次：1

商品编码：10312332

包装：平装

外文名称：Resin Transfer Moulding for Aerospace Structures

开本：16开

出版时间：2009-12-01

用纸：胶版纸

页数：347

字数：568000

正文语种：中文

内容简介

《航空航天复合材料结构件树脂传递模塑成形技术》详细论述了航空航天用复合材料树脂模塑成形技术的原材料、预成形技术、工艺设备、成形工艺、工装模具、过程和质量控制、成本分析以及结构鉴定等方面的重要内容，包含了大量的工艺理论模型和工程应用实例，反映了国际上该领域的研究进展和应用水平，对我国航空航天低成本复合材料技术的发展具有重要的指导意义和借鉴价值，是从事相关复合材料技术研发、应用和生产的工程技术人员及高等院校师生的重要参考书。

内页插图

目录

第1章 树脂传递模塑简介
1.1 前言
1.1.1 RTM技术是否是一种新工艺
1.1.2 应用RTM技术的原因
1.1.3 RTM技术的基本原理和要求
1.1.4 RTM技术开发工作要点
1.1.5 树脂传递模塑（RTM）技术与树脂膜渗透（RFI）技术的比较
1.2 RTM工艺和RFI工艺的发展现状和趋势
1.2.1 应用与研发实例
1.2.2 RTM复合材料在航空航天领域应用展望

第2章 注射设备
2.1 前言
2.2 选择时的考虑因素
2.2.1 制造厂商的选择
2.2.2 设备使用因素
2.3 树脂在RTM传输过程中的基本原理
2.3.1 基本单元
2.3.2 附加功能和选配
2.3.3 恒压和恒流
2.4 结论

第3章 材料
3.1 树脂
3.1.1 背景：热塑性和热固性材料
3.1.2 树脂传递模塑工艺工程：RTM反应过程中的化学和物理作用
3.1.3 韧性复合材料：韧性树脂及复合材料结构
3.1.4 环氧树脂体系
3.1.5 酚醛热固性材料
3.1.6 氰酸树脂
3.1.7 双马树脂
3.2 纤维增强体
3.2.1 纤维增强材料
3.2.2 集束纤维：束、纱线和织物
3.2.3 浆料、上浆剂和涂料
3.3 结论

第4章 先进增强体
4.1 简介
4.2 缝合
4.3 机织
4.4 编织
4.5 针织
4.6 非弯折织物
4.7 结论

第5章 织物铺覆模拟与预成形体设计
5.1 引言
5.2 织物变形的基本原理
5.2.1 变形机制
5.2.2 试验描述
5.3 动力学铺覆模型
5.3.1 假设
5.3.2 基本方程
5.3.3 铺覆算法
5.3.4 实例
5.4 铺覆模型验证
5.4.1 纤维体积分数变化
5.4.2 自动应变分析
5.5 对成形过程和性能的影响
5.5.1 浸渍性能
5.5.2 力学性能
5.6 讨论

第6章 纤维预成形技术
6.1 为何需要纤维预成形技术
6.2 使用粘接剂和定型剂进行纤维预定型
6.3 纤维预成形技术
6.3.1 同步预成形工艺
6.3.2 分步预成形工艺
6.4 定型剂法纤维织物净尺寸预成形
6.5 预定型模具设计
6.6 预定型设备设计
6.7 预成形体贮存
6.8 小结

第7章 预成形体的渗透率
7.1 前言
7.1.1 多孔介质流动
7.1.2 复合材料液体成形中渗透率的重要性
7.2 试验方法
7.2.1 单向流方法
7.2.2 径向流方法
7.3 一般三维实例
7.3.1 单向流数据分析
7.3.2 数值试验
7.3.3 三维流动试验
7.4 总结

第8章 流动、热传递和固化的建模与模拟
8.1 前言
8.1.1 树脂传递模塑充模过程
8.1.2 树脂流动模拟的必要性
8.1.3 微观流动和宏观流动
8.2 流动和预成形体结构
8.2.1 无规织物的流动
8.2.2 机织物和缝合织物中的流动
8.2.3 非饱和流动
8.2.4 多层预成形体中的横向流动
8.3 织物变形及其对流动的影响
8.3.1 面内变形
8.3.2 横向压实
8.3.3 突流
8.4 预成形阶段分析和数值模型
8.4.1 预成形体变形
8.4.2 渗透率
8.5 控制方程
8.5.1 等温流动建模
8.5.2 二维问题
8.5.3 应用充模因子的方程
8.5.4 能量方程
8.5.5 能量转换边界条件
8.5.6 固化动力学耦合
8.5.7 随温度变化的黏度
8.5.8 热扩散影响
8.5.9 非牛顿流体
8.6 数值方程和模拟
8.6.1 几何复杂性
8.6.2 二维有限元/控制体积法
8.6.3 热传递和固化耦合的二维模型
8.6.4 充模的纯理论有限元方法
8.6.5 其他数值方法
8.7 关键问题
8.7.1 建模的完善水平
8.7.2 输入
8.8 算例研究
8.8.1 渗透率模型
8.8.2 纤维铺覆
8.8.3 充模模拟
8.8.4 结论
8.9 模拟作为设计工具的应用

第9章 RTM模具基础
9.1 RTM模具简介
9.2 RTM模具材料及工艺
9.2.1 模具选材
9.2.2 公差对模具制造工艺选择的影响
9.2.3 模具赋型的方法
9.2.4 机加工制造模具
9.2.5 翻模制模
9.3 模具成本
9.3.1 生产率与产量
9.3.2 模具原型
9.3.3 刚性模具与半刚性模具
9.3.4 精度对模具成本的影响
9.3.5 模具耐久性的估算
9.4 RTM模具的形状设计
9.4.1 净尺寸模具与带余量模具
9.4.2 模腔间隙设计
9.4.3 分型线的设计
9.4.4 模具凸缘设计
9.4.5 侧向凹陷和零拔模斜度情况的处理
9.4.6 型芯的定位
……
第10章 RTM模具型芯
第11章 制造及工装成本要素
第12章 数据采集：监测树脂流动位置、前沿反应程度及工艺性
第13章 质量与工艺控制
第14章 航空航天领域应用RTM工艺的鉴定方法
附录A 词汇

精彩书摘

第1章 树脂传递模塑简介
1.1 前言
航空航天及先进复合材料领域一直处于传统意义上的技术前沿，在过去数年中，复合材料已成功地应用于军用和民用飞机的主承力结构，但此后其应用却出现了下降。复合材料制造成本和材料成本的降低幅度低于人们的预期，且由于燃油价格已相当低，使得减重的重要性下降，因此，复合材料并没有获得进一步应用。所以，成本已成为技术发展的首要驱动因素，即使在军用航空领域也是这样。
在很多公司，复合材料面临着与金属材料的激烈竞争，且对比的基础仅仅是制件的成本。目前，环氧树脂碳纤维预浸料的原材料成本仍比铝合金的高5～10倍，而制造成本则更高，这使那些早期对复合材料抱有乐观估计的人们感到惊讶。通过一次共固化技术来实现构件高度整体化从而减少零件数量的方法似乎很有前途，但不幸的是，实践证明生产诸如空客尾翼蒙皮等高度整体化部件却带来了很高的循环成本和非循环成本。模具本身、各种模具零件的清理，尤其是模具的调整等都需要很高的费用。
另外，标准的预浸料/热压罐成形工艺并非对每个制件都适用。尽管很多类型的制件已经用这种复合材料工艺制造，但实际上其中一些是不合适的。仅当它应用于正确的构件，如蒙皮、肋、梁等结构上时，其优点才能得以实现。其他复杂形状和高集中载荷制件也尝试使用了这种复合材料技术来制造，但实践证明成本过高，最终不得不改用金属材料来重新设计。
总体上，每千克复合材料的制造成本要比每千克铝合金的制造成本高出20％～50％。尽管复合材料减重20％一25％的优势对民机市场仍有一定的吸引力，但没有任何一家航空公司愿为此多付钱。在军机市场上，随着低成本意识的提升，复合材料的应用也必须进行成本比较。
复合材料在航空结构上应用份额的停滞不前，致使在一些项目中重新使用金属材料。显而易见，要提高复合材料用量，必须寻求一种新的低成本技术，尤其是可提供低成本优势的工艺。树脂传递模塑（RTM）就是新发展的工艺之一，而且是最有希望的工艺之一。
……

前言/序言

　　首先，我们并不是树脂传递模塑（IITM）技术及其相关领域中处于世界领先地位的权威，因此，我们选择的办法是汇集RTM技术不同领域的专家在一起编写这本书，我们相信该书将成为RTM技术领域的一本重要的参考资料。希望这本由工业部门和科研单位专家共同编撰的图书能够成为RTM技术领域，特别是在高性能材料的应用领域最大和最综合的一本书。我们希望读者，不论是刚接触这个新领域的学生，还是在专业上正欲探寻新观点的资深专家能发现这是一本有用的书。以我们的经验，仅仅为了获得一个好的想法就值得去购买这本书。
　　不同类型的：RTM技术正快速地趋于多样化，现在，其应用范围涵盖了从生物医学部件到建筑设施、体育项目、汽车和航空航天结构以及航海和民用的工程设施等。尽管RTM技术在其所有应用领域的基本成形原理几乎是相同的，但在不同领域的RTM技术的经济性方面还存在许多差异。因此，材料的优化，制件的设计和制造方法也不尽相同。
　　自本书编撰开始，编者知道有许多RTM技术领域的其他优秀的新书已经出版，我们所知道的许多书或者是优秀的课程介绍，或者是集中关注有大量应用的汽车领域。但是到目前为止，编者的经验和兴趣主要集中在RTM成形技术在航空航天领域的应用。同时我们相信，目前还欠缺一本关于RTM技术在航空航天领域应用的综合性的参考书。因此，相信这本书对所有对RTM技术感兴趣的人来说都是一本有价值的参考书，特别是在高性能材料的应用领域。
　　读者可能发现，本书中的每一章由不同的作者编写，部分章节的主题有一定程度的重叠。编者试图将这种重叠减少到最小化，但是，为了保证每章作者观点的逻辑性，一些重叠部分仍不可避免地被保留。但是我们相信，能够从每位作者在专业上的不同观点去认识这个主题的优势将超过由于这种内容上的重叠所带来的一些干扰。编者发现这些可选择的观点激发在RTM技术方面的思想和讨论能让我们对RTM技术理解得更为深入，我们希望读者也同样发现这些认识的不同观点，提供解决问题或工程应用中新的方法。
　　在许多书中，液态成形作为一个被普遍使用的词汇去描述树脂浸渗方法，如RTM等。在这本书中，RTM被用作液态成形的缩写。

《先进轻量化结构设计与制造：面向高可靠性应用的材料选择与工艺优化》 图书简介 本书系统梳理了现代工程领域中对高性能、轻量化结构件日益增长的需求，并聚焦于如何通过先进的材料科学、结构设计理论与制造工艺的深度融合，实现极端工况下结构件的可靠性与耐久性提升。全书以跨学科视角，深入探讨了从材料本构行为研究到复杂构型制造实现的全链条技术体系，旨在为航空航天、高速轨道交通、高端装备制造等对性能要求严苛的行业提供坚实的理论基础和可行的工程化路径。 第一部分：高性能结构材料的基石与选择 本部分深入剖析了当前主流高性能结构材料的微观结构、宏观力学性能及其在复杂载荷环境下的响应机制。 第一章：新型金属合金的先进冶金与性能调控 详细阐述了高熵合金、梯度材料在提升比强度和耐腐蚀性方面的最新进展。重点讨论了定向凝固技术、增材制造（AM）对晶粒结构和缺陷控制的影响，以及如何通过热处理工艺实现材料内部的相变强化与残余应力优化。内容涵盖了疲劳裂纹萌生与扩展的物理模型，以及高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）寿命的预测方法。 第二章：先进复合材料的基体、增强体与界面科学 本书将复合材料的讨论聚焦于非热固性体系，特别是热塑性复合材料（如PEEK、PEKK基体）和高性能陶瓷基复合材料（CMC）。对碳纤维、玄武岩纤维等增强体在不同载荷下的力学性能进行了细致对比。核心内容在于界面粘结机制的研究，探讨了增强体/基体界面缺陷（如孔隙、脱粘）如何作为疲劳裂纹的潜在源点，以及如何通过表面改性技术优化界面性能，从而提升层间剪切强度和抗冲击能力。 第三章：材料的服役性能与损伤容限设计 本章侧重于材料在实际服役环境（高温、低温、湿热、辐射）下的老化机理。详细介绍了不同失效模式（蠕变、应力松弛、氧化/腐蚀）的物理化学基础。同时，引入了损伤容限（Damage Tolerance, DT）设计理念，阐述了如何通过非线性有限元分析（FEA）模拟材料内部损伤的累积过程，并建立多尺度损伤演化模型，以确保结构在存在初始缺陷的情况下仍能安全运行至预定寿命。 第二部分：复杂结构件的数字化设计与仿真 本部分关注如何将材料性能转化为可靠的结构设计，并利用数字化工具进行全生命周期的性能预测。 第四章：拓扑优化与仿生结构设计 超越传统的应力驱动拓扑优化，本章探讨了面向特定功能（如热管理、电磁屏蔽）的拓扑优化方法。重点介绍了晶格结构、点阵结构等多孔轻量化拓扑结构的设计准则，并分析了这些结构的各向异性弹性模量如何通过几何参数进行精确调控。同时，借鉴自然界中的仿生设计原理，如蜂窝、骨小梁结构，以实现结构承载效率的最大化。 第五章：复杂曲面与薄壁结构的几何建模与误差分析 针对航空航天器中普遍存在的复杂曲面与薄壁结构（如蒙皮、导流罩），本章详细介绍了参数化建模技术（如NURBS、Bézier曲面）的应用。核心内容包括制造公差与几何误差对结构刚度和模态频率的影响分析。引入了基于点云数据的逆向工程方法，用于评估实际制造件的几何精度，并建立了形位误差与结构性能之间的量化关系。 第六章：多物理场耦合分析与动态响应预测 深入研究了结构在复杂载荷条件下的多物理场行为。内容涵盖了气动弹性耦合（Flutter与发散分析）、热结构耦合（热应力与残余变形）以及电磁-结构耦合效应。重点介绍了高保真度的非线性有限元求解器在处理大变形、接触非线性和材料本构非线性方面的应用技巧，尤其关注瞬态冲击和爆炸载荷下的结构动力学响应分析。 第三部分：面向高精度与高效率的先进成型制造技术 本部分着重介绍了区别于传统模压工艺的、能满足复杂几何形状和严格性能要求的先进制造方法。 第七章：增材制造（AM）对金属与陶瓷构件的成型工艺 本书详细对比了选区激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等粉末床熔融技术在制造复杂承力件中的优势与局限。内容包括粉末特性对成型质量的影响、残余应力的控制策略（如预热温度的优化），以及后续的热等静压（HIP）处理对致密化和改善疲劳性能的作用。此外，还探讨了陶瓷粉末的近净成型技术。 第八章：先进纤维铺放与自动化集成技术 本章聚焦于高精度纤维增强复合材料的铺放工艺。详细介绍了自动铺带（ATL）和自动丝束缠绕（AFP）设备的工作原理、路径规划算法及其在曲面覆盖率和张力控制中的关键参数。讨论了如何通过在线监测（如红外热成像）技术实时反馈铺放过程中的缺陷，并利用闭环控制系统进行工艺补偿。 第九章：高精度模具的设计与制造优化 高质量的模具是保证最终产品精度的前提。本章系统地介绍了用于高承载结构件的模具材料选择（如高镍合金钢、复合材料模具），以及模具表面处理技术（如渗碳、镀层）对脱模性能和耐磨性的影响。重点分析了模具结构设计中的热膨胀补偿、支撑刚度分布，以及如何利用数控（CNC）五轴加工和电火花加工（EDM）实现复杂型腔的微米级精度制造。 第十章：无损检测（NDT）与质量保证体系 介绍了面向上述先进制造件的系列化无损检测技术。对比了超声波相控阵（PAUT）、数字射线检测（DRT）在识别内部孔隙、未熔合缺陷、分层缺陷等方面的适用性和灵敏度。强调了如何建立基于风险的分级检测方案，并将NDT数据与CAD模型进行精确配准（数据溯源），以构建完整的质量可追溯体系。 全书内容紧密围绕“可靠性、轻量化、复杂性”三大核心挑战，所涵盖的材料体系和制造技术均旨在突破传统工艺的性能瓶颈，为工程实践提供前沿且实用的指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实抓人眼球，那种深邃的蓝色调配上金属质感的标题字体，一下子就让人联想到广袤的星空和尖端的科技。我拿到书的时候，首先被它厚重的质感吸引了，翻开扉页，里面的插图和图表排版得非常讲究，虽然内容涉及复杂的技术细节，但视觉呈现上并没有显得生硬或晦涩。特别是那些关于不同树脂体系性能对比的图示，颜色分明，逻辑清晰，即便是初次接触这个领域的读者，也能大致把握其脉络。作者在开篇对复合材料在现代航空航天领域地位的阐述，颇具前瞻性，引人入胜地勾勒出技术发展的宏大蓝图。整本书的装帧也体现了专业水准，拿在手里沉甸甸的感觉，让人觉得这是一本值得珍藏的工具书，而不是泛泛而谈的科普读物。光是翻阅目录，就能感受到其内容的广度和深度，对每一个子主题的划分都显得非常严谨和专业。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考文献列表简直是一座小型知识宝库，显示了作者在信息检索和知识整合方面的深厚功力。我发现许多引用都指向了近五年内顶尖期刊的最新成果，这保证了书中所述技术前沿性和时效性。更令人称道的是，书中并非简单地罗列引用，而是将不同来源的研究成果有机地融合在自己的论述框架中，形成了独到的分析视角。在讨论到如何应对超大型结构件成型时的均匀性挑战时，作者提出的多点压力控制策略，明显吸收了不同领域（如电子制造中的精密涂布技术）的跨界思路，展现了深厚的工程融汇能力。总而言之，这本书给人的感觉是，它不仅系统地梳理了现有技术，更重要的是，它在为下一代航空航天复合材料技术的研发指明了可能的方向和需要解决的关键科学难题。

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这本书的语言风格非常凝练、精确，几乎每一个句子都承载了丰富的信息量，这对于习惯了轻松阅读的读者来说，可能需要放慢速度，反复咀嚼。它更像是一本高级技术手册，而非轻松的学术综述。其中关于热固性树脂的固化动力学分析部分，引入了几种前沿的监测技术，比如实时反应量热法（RC1）的应用细节，描述得淋漓尽致。作者在解释这些复杂的物理化学过程时，大量使用了标准化的专业术语，这无疑提高了信息的传递效率，但也对读者的专业背景提出了较高的要求。我感觉作者在撰写时，始终将目标读者设定为已经具备一定基础的研究人员或高级技术人员，力求在最短的篇幅内，提供最硬核的知识点，可以说是毫不拖泥带水，极具效率导向。

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我花了整整一个下午来仔细研读了其中关于预成型体铺放工艺优化的章节，不得不说，作者在这部分的处理上达到了相当高的水准。书中详细剖析了不同纤维预浸料在复杂曲面上铺层时可能出现的褶皱、荷叶边等缺陷的成因，并提供了详尽的解决方案，这不仅仅是理论的堆砌，更像是多年实践经验的结晶。我尤其欣赏作者没有回避实际生产中遇到的种种棘手问题，而是坦诚地将其摊开来，用精密的数学模型和案例分析进行佐证，这种“知其然，更知其所以然”的叙述方式，对于一线工程师来说简直是福音。书中提到的几种新型自动化铺放设备的性能对比，也相当客观，没有过度渲染某一项技术的优越性，而是侧重于其适用场景的契合度分析，这体现了作者极高的职业素养和中立立场。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期关注结构轻量化趋势的行业观察者，我发现这本书在探讨材料选择与结构设计协同优化方面的见解尤其独到。它不满足于仅仅描述材料的力学性能，而是深入探究了材料的加工性如何反作用于最终结构的性能边界。例如，关于纤维体积分数对渗透性能和最终孔隙率的影响曲线分析，非常细致地展示了工艺参数与宏观性能之间的非线性关系。书中还穿插了一些历史案例分析，比如早期机型在某些关键连接部位因为材料选择失误导致的疲劳失效，这些“反面教材”的引入，使得技术的先进性显得更加真实和可贵。这种将工程历史教训与前沿技术紧密结合的叙事策略，极大地增强了内容的说服力和教育意义，让读者在学习新知的同时，也能对工程的严谨性保持敬畏。

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里面讲了很多在航空航天的新型材料原理和制作过程,有空要好好看看,真的认人眼界大开

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非复材专业的工程人员也能看懂看国外的复材专业书，值得研读的好书。

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一直在找这样的书，提高自己的工作水平，喜欢……

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外面纸箱，内里面硬纸包装，没有泡沫纸。导致书在运输过程有所折损，就这么着吧，退又麻烦，不退又有遗憾

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很不错的一本专业参考书。

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还行

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比国内写得强多了啊，，，

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正在做复合材料的分析，正好做为参考书，非常不错

评分☆☆☆☆☆

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