马鞍型异型材挤出成型过程三维等温粘弹性的数值模拟

基于PTT粘弹性本构模型,通过马鞍型异型材挤出成型过程的全三维稳态等温有限元数值模拟,系统研究了聚合物粘弹性流变性能参数和成型工艺参数对异型材口模挤出成型过程的影响规律,并揭示了其影响机理.研究结果表明,聚合物异型材口模挤出离模膨胀是由口模出口处的二次流动引起,离模膨胀比随着口模出口处的二次流动强度增加而增大.聚合物异型材口模挤出离模膨胀随着进口流量和聚合物熔体松弛时间的增加而增加,而随着聚合物熔体材料常数和粘度比的增大而减小.     

气辅口模完全滑移挤出成型过程的三维等温黏弹性数值模拟研究

基于先进气辅口模完全滑移挤出成型过程的特点，建立了描述其成型过程的三维等温黏弹性理论模型，并通过DEVSS／SUPG等稳态有限元技术，建立了与该模型相适应的高效稳态有限元数值算法。通过数值模拟，研究了气辅口模完全滑移挤出成型机理，并给出了不同材料流变性能与其离模膨胀形貌的规律性关系，还揭示了其影响机理。数值模拟结果与R．H．Liang的实验结论相吻合。     

L形异型材口模气辅挤出成型过程的计算机数值模拟

以L形异型材聚合物气辅挤出为例,建立了气辅挤出成型过程的理论模型,运用Polyflow软件对挤出成型过程进行了计算机数值模拟研究。结果表明,采用气辅挤出成型通过在口模内壁形成气垫膜层,使熔体在口模内的挤出过程由非滑移黏着剪切挤出转化为完全滑移非黏着剪切挤出,极大降低了口模壁面对挤出熔体的摩擦阻力,熔体的挤出速度趋于一致,剪切速率降低为零,可有效减小挤出胀大现象,应力得到松弛,从而达到简化口模设计,提高挤出制品质量,实现高速精密挤出成型的目的。     

异型材挤出成型过程三维等温黏弹性的数值模拟

针对异型材挤出成型流动过程的特点，基于PTT黏弹性本构模型，经合理假设，建立了描述其成型过程的三维等温黏弹性理论模型，并通过DEVSS／SUPG、最小元法Mini—Element和罚函数法等稳态有限元技术，建立了与该模型相适应的快速收敛的稳态有限元数值算法，并以此通过有限元数值模拟，系统研究了松弛时间和进口流量对异型材挤出成型过程的影响，得出了离模膨胀随松弛时间、进口流量增大而增大的规律。并通过理论分析，揭示了第一法向应力差决定离模膨胀的机理。数值模拟结果与传统的挤出实验研究结论相吻合。     

聚合物气辅挤出的挤出胀大研究

在自行研制的气辅挤出实验装置上对气体辅助挤出过程中挤出胀大现象进行了研究，传统挤出和气辅挤出的对比实验表明，气辅挤出可以极大地减小挤出过程中的挤出胀大；研究了螺杆转速、辅助挤出气体压力和流量对挤出胀大的影响．并采用CFD有限元通用软件FIDAP分析了气辅挤出过程中口模内的速度场和压力场，表明气辅挤出过程中聚合物熔体各点的速度和压力趋于一致，可减小挤出制品在挤出时产生的内应力和变形．有利于提高制品加工精度。     

不同进气角度对片材气辅挤出成型的影响

采用气辅助挤出成型技术,分别以垂直进气和平行进气2种方式进行了片材挤出实验,根据流变学原理建立了片材三维气辅挤出模型,利用有限元方法对0°、15°、30°、45°、60°、90° 6个不同进气角度下熔体在口模内的挤出过程进行了数值模拟。结果发现,改变进气角度对片材挤出制品造成了不同的影响,进气角度为90°时熔体在口模内的变形程度最大,随着进气角度的减小,熔体的变形程度减小;15°~30°的进气角度对聚合物片材气辅挤出成型最有利。     

方型口模气辅挤出的数值模拟

以方型口模为例,建立描述其成型过程的理论模型,运用Polyflow软件,对方型材传统口模和气辅口模挤出成型过程分别进行三维等温数值模拟分析.通过模拟分析,得出速度场、温度场分布图.结果表明:气辅挤出过程中聚合物熔体各点的速度和压力趋于一致,能有效减小挤出过程中的挤出胀大,有利于控制产品的形状和尺寸,提高产品精度.     

逆向挤出在木塑异型材挤出口模设计中的应用

介绍了POLYFLOW模拟软件的结构、特点及其在聚合物加工过程中的应用，以工字型木塑异型材挤出口模设计为例，建立了数学模型、几何模型及有限元模型，并进行了数值模拟和分析，详细论述了如何有效应用POLYFLOW逆向挤出功能对木塑复合异型材挤出口模进行设计。     

管型材气辅挤出成型数值分析

以日常用品给排水管为研究对象,建立描述塑料管材挤出成型过程的理论模型,基于Polyflow软件,首次对管材传统口模和气辅口模挤出成型过程分别进行了二维等温数值模拟分析。研究表明:相对传统挤出成型而言,气辅挤出能显著减小挤出胀大和降低能耗,有效控制给排水管产品的形状和尺寸,提高产品精度和产能。     

气辅挤出过程中挤出胀大的实验和模拟研究

气体辅助挤出是一种新型挤出工艺,可以显著减小挤出胀大,减小口模压力降。对气辅挤出过程中的挤出胀大现象进行了实验研究和数值模拟,在实验研究中,对传统挤出和气辅挤出进行了对比实验,分析了螺杆转速、辅助挤出气体压力和流量对挤出胀大的影响,并采用CFD有限元通用软件FIDAP分析了气辅挤出过程中口模内的速度场和压力场。     

气辅挤出成型技术及口模设计的研究现状

气辅挤出成型可以明显地降低挤出胀大比,在精密挤出制品中具有潜在的应用价值。首次将气辅挤出、纤维纺丝、中空纤维及微孔薄膜技术联系起来,并简要介绍了国内外这些技术的研究现状和口模设计的特点。     

聚合物挤出口模设计的数值研究进展

综述了国内外数值研究聚合物挤出口模设计的进展。在壁面无滑移条件下,早期数值模拟了聚乙烯、硬质聚氯乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚苯乙烯、橡胶等聚合物口模挤出过程,优化设计了棒材、管材、板材和异型材的挤出口模。近年来,数值研究壁面滑移条件和工艺条件对口模流道内熔体流场的影响,深入研究制品的离模膨胀行为。研究表明,改善壁面条件有助于减小聚合物制品的离模膨胀比,有利于提高制品品质。     

熔体挤出速度对共挤吹塑型坯离模膨胀影响的数值模拟

基于三维非等温黏弹性熔体多相分层流动有限元数值模拟技术,模拟研究了熔体挤出速度对多层共挤吹塑成型环坯离模膨胀和初始温度场的影响规律,揭示了型坯离模膨胀的产生机理。结果表明,多层共挤吹塑成型环坯离模膨胀是由熔体的二次流动诱发而产生,与熔体流出机头进入自由膨胀段的二次流动强度成正比,而其二次流动强度随着熔体挤出速度的增大而增强,因而导致环坯离模膨胀随着熔体挤出速度的增加而增大;多层共挤吹塑成型熔体的二次流动强度与其第二法向应力差成正比关联关系,这与Debbaut的试验研究结论完全吻合,表明二次流动是由第二法向应力差驱动而产生。     

气辅挤出成型中的挤出缩小问题

对气辅挤出成型过程中存在的挤出物挤出缩小现象进行系统的分析研究。结果表明半固态熔膜现象和熔垂现象是引起气辅挤出物挤出缩小的两个重要原因。口模内的气体温度较低是产生半固态熔膜现象的本质原因,提高气体的温度或减小气辅挤出口模内气室高度可消除半固态熔膜现象;同时指出半固态熔膜的产生与聚合物熔体本身的特性相关,凡是黏度大的,黏度对温度较敏感的聚合物,都容易产生半固态熔膜现象。适当地降低熔体挤出温度可减小熔垂程度。     

工艺参数对聚合物气辅共挤成型的影响

利用流体力学有限元分析软件对二维气辅共挤出过程进行数值模拟,研究各工艺参数对聚合物气辅共挤成型的影响.结果表明,速度场的峰值和压力峰值会随着流量的增加而增加;气辅共挤时熔体流动稳定,呈柱塞状挤出;气辅共挤可以有效提高挤出速率,防止制品表面的"鲨鱼皮"现象.