复合材料液体模塑成型技术(Liquid Composite Molding,简称LCM)是一种制造高性能大型复合材料构件的环保高效的方法。为了保证构件的生产质量,合理选择工艺参数和优化模具设计是其关键,传统工业中往往只是凭借经验或反复试验,既费时又不经济。因此,实现LCM工艺的数值模拟,对工艺优化具有重要作用。目前,对LCM工艺的模拟大多是建立在饱和流动模型的基础上,虽然适用于短切随机毡等一些特殊织物,但对于工业中大量使用的双尺度多孔纤维织物而言,树脂在孔隙中会产生非饱和流动,饱和流动理论不再适用。本文根据双尺度孔隙织物的结构特点,建立相应理论模型及基本控制方程,通过数值求解,对树脂在纤维织物中的非饱和流动特征进行研究与模拟分析。主要工作和成果包括以下几个部分:针对双尺度孔隙织物中纤维束内与束间树脂流动的明显差异,采用体积均质法,建立了LCM工艺中非饱和流动的理论模型,该模型包含分别反映束内微观流动和束间宏观流动的两套控制方程,且二者通过沉浸项互相耦合。基于控制体/有限元法,编写了树脂在单尺度纤维织物中的饱和流动模拟程序,并通过对一维饱和充模过程模拟结果与理论解析结果的对比,验证了程序的正确性。通过沉浸项的函数化表达,实现了束间宏观流动与束内微观流动控制方程的解耦,并借助单尺度程序模拟纤维束内饱和流动,确定了沉浸函数的具体表达式。采用有限元法对计算域进行离散,并应用迭代方法,求解束间宏观流动控制方程,编程实现了LCM工艺树脂在双尺度多孔纤维织物中流动的数值模拟。采用三向缝合织物进行一维恒流充模实验,对比相同条件下非饱和流动模拟及实验中的流动前沿位置,二者较为吻合,验证了程序的准确性。借助自行编写的程序,对不同条件下的一维非饱和流动进行模拟,并与单尺度理论下的饱和流动模拟结果对比,研究表明:非饱和流动中,预制件完全浸润所需的时间远大于流动前沿到达末端的时间;在一维恒流充模中,注射口压力随时间的增加出现非线性变化,且其趋势与半饱和区域的变化相关;一维非饱和流动中,半饱和区域中的压力梯度逐渐减小,导致压力沿流动距离的分布也偏离了线性。