塑料材料的流变实验与流变参数拟合

阐述了塑料材料流变参数在注射成型模拟中的重要意义，简要介绍了流变数据的测试方法，采用基因遣传算法实现流变参数的拟合。并通过实例验证了所开发的拟合算法的正确性及流变参数对CAE分析结果的影响。     

注塑材料流变参数拟合

本文介绍了注塑材料流变学粘度模型及流变参数测定方法,详细讨论了阻尼最小二乘法拟合流变参数的数学原理、改进算法及初始值计算,并编制相应的程序,上机实践得到较好的拟合结果。     

流变模型的参数拟合系统

本文介绍了聚合物熔体流变模型的参数拟合系统的主要功能以及流变数据的数据库内表达方式即数据结构,给出了同一材料不同流变模型下的参数,表明了该系统能较好地完成参数求解的任务,为流变数据的应用提供了方便。     

氟铃脲悬浮剂流变模型的判断研究

目的:建立悬浮剂流变模型的判定方法。方法:测定了氟铃脲悬浮剂粘度与剪切速率后,采用五种流体的模式进行模拟。结果:Sisko、Power-law、Casson模型对"剪切变稀"氟铃脲悬浮剂流变曲线的拟合相关系数R~2偏低,分别为0.8667、0.9821、0.9873,Sisko误差很大,不适合用该模型进行拟合;Casson、Binghamplastic流变模型对"剪切变稠"氟铃脲悬浮剂流变曲线的拟合相关系数R~2都偏低,分别为0.9714、0.9830,误差较大。只有Herschel-Bulkley模型对氟铃脲悬浮剂两种流变曲线的拟合相关系数较高,分别为0.9922、0.9966,均在0.99以上。结论:综合考虑,可以采用拟合精确度较高的Herschel-Bulkley三参数模型来研究试验中制备的农药悬浮剂流变曲线。     

固体推进剂螺旋压伸挤出过程流变模型建立

在对固体推进剂的螺旋压伸过程进行研究的基础上,探究了一种新型的固体推进剂流变模型的建立方法,即采用最小二乘法拟合基于毛细管流变仪测试所得数据,得到初步固体推进剂流变本构模型,利用Polyflow有限元仿真软件模拟毛细管流变仪测试过程,对流变本构模型参数进行修正,确定最终的推进剂流变本构模型。通过实验数据拟合与有限元模拟相结合的方法建立推进剂的流变本构模型,为用有限元法仿真模拟固体推进剂的螺旋挤出过程奠定基础。结果表明,采用数据拟合和数值模拟相结合得到的推进剂流变模型进行模拟实验得到的数据与真实数据误差均在10 %左右,符合数值模拟预期结果。     

水泥-石灰石粉浆体流变经时行为研究

研究了水泥-石灰石粉浆体流变参数随水化时间的变化,采取RHEORIAB QC型旋转黏度计测定水泥-石灰石粉浆体流变,采用Herschel-Bulkley模型拟合浆体曲线得到相关流变参数,分别利用Roussel和Philippe提出的模型对水泥-石灰石粉浆体的动态屈服应力和稠度进行拟合。结果表明：水泥浆体动态屈服应力比石灰石粉浆体小,稠度比石灰石粉浆体大;水泥-石灰石粉浆体动态屈服应力、稠度随水化时间线性增大,随石灰石粉掺量增加,增大速率线性减小,其初始动态屈服应力线性增大,初始稠度按二次抛物线先增大后减小。     

用改进的Herschel-Bulkley模型描述EPDM胶料的流变行为

采用平行板旋转流变仪测定炭黑/碳酸钙填充EPDM胶料不同温度下的流变性能。应用时温叠加原理得到胶料的流变主曲线,选用修改后的Herschel-Bulkley模型拟合主曲线。结果表明,修改后的Herschel-Bulkley模型能够较好地描述不同牌号EPDM胶料的非线性流变行为,同时确定了一系列模型相关参数。     

聚羧酸减水剂与水泥浆体流变参数的相关性分析

采用Bingham模型进行线性拟合得到流变参数,并进行了聚羧酸结构参数、净浆流动度以及混凝土性能与水泥浆体流变参数的相关性分析.结果 表明聚羧酸结构参数对水泥浆体的屈服应力影响大于对塑性粘度的影响;水泥净浆流动度与塑性粘度存在线性关系;当坍落度小于200 mm,坍落度与塑性粘度不存在线性关系,与最大应力和屈服应力存在明显的线性关系.     

飞机除冰液流变特性研究

冬季飞行时,寒冷的天气常会导致机翼、测压测速传感头等关键表面结冰,影响飞机的空气动力学性能,严重时甚至会造成安全事故。据此,美国联邦航空管理局(FAA)要求寒冷天气飞机起飞时必须进行除防冰操作。目前,最常用的方法是喷洒二醇基除冰液,如Ⅱ型、Ⅳ型除冰液。由于Ⅱ、Ⅳ型除冰液粘度较Ⅰ型除冰液更高,FAA要求对其空气动力学性能进行测试,而除冰液的流变性能直接影响空气动力学性能,因此,采用Brookfield粘度计对防冰液在不同温度、不同转速下的流变性能进行研究,讨论了不同模型对防冰液流变性能的拟合程度。结果表明,在一定范围,Brookfield粘度计测量除冰液粘度具有较高的精度和重现性,幂律模型和Carreau模型均能较好的拟合剪切速率与粘度的关系,相对而言,Carreau方程拟合精度较高,但是其方程更为复杂,参数较多。     

注射成型过程中非牛顿塑料熔体的流变特性

在探讨塑料熔体粘度模型的基础上，根据塑料熔体在注射成型过程中的流动特点，讨论了一种能够在加工温度和压力条件下，剪切速率在l0～10^3s^-1的变化范围内，相当精确地描述高聚物流变特性的拈度模型。重点讨论了模型的参数拟合和适用范围，为注射模具设计和成型模拟提供了科学依据。     

顺序共注成型芯层熔体前沿突破的数值模拟研究

基于Hele-Shaw流动模型，运用CAE技术，模拟了聚合物流变性能及重要工艺参数对顺序共注成型芯层熔体前沿突破过程的影响，并用流变学理论揭示其影响机理。     

工艺参数对顺序共注成型的影响

基于Hele-Shaw模型，采用CAE技术，模拟了顺序共注成型中几个重要工艺参数——温度、壳层预填充量、注射速度等对其成型过程的影响。并用流变学理论进行分析，揭示了各工艺参数对顺序共注成型的影响机理。     

CAE技术在注塑成型中的应用

综述了注塑成型CAE技术的研究发展概况;介绍了注塑成型CAE技术与优化理论结合,实现模具自动优化设计的理论与方法;研究了利用CAE结果分析工艺参数及制品质量指标之间的关系,抽取信息建立合适的工艺模型,优化工艺并控制成型过程及制品质量的理论与方法。     

过程参数对气辅成型的影响

本文基于Hele-Shaw模型，采用CAE技术，模拟了气辅注射成型中几个重要工艺参数：熔体温度、气体压力、延迟时间、熔体预注射量等对其成型的影响。并用流变学理论进行分析，揭示了各工艺参数对气辅注射成型的影响机理。     

基于神经网络集的注射成型工艺参数多目标优化

以计算机辅助工程（CAE）数值仿真正交试验所得工艺参数与质量指标的数据作为训练样本,对经过优化的BP神经网络进行训练,得到工艺参数与制品质量指标之间的神经网络集近似计算代理模型,该模型快速准确,有明确的数学公式,可以利用遗传算法进行全局寻优,得到使多个质量指标综合最优的工艺参数组合。通过对比验证,这种多目标优化方法可以在正交试验结果数据较少的情况下较大程度地提高制品的多个质量指标。     

基于CAE的微注塑模具优化设计

采用计算机辅助工程(CAE)技术对制品微注塑(μIM)模具结构进行优化,基于材料微尺度下的流变数据,运用Autodesk Moldflow Insight模流分析软件对微模具浇注系统、排气系统、温控系统进行优化仿真,并以此为参考进行模具设计。结果表明,通过实际注塑制品验证了优化方案的准确性,μIM短射实验与CAE模拟结果较为一致,微尺度效应影响下熔体流动前沿呈现平齐状。     

BP神经网络与GA算法相结合的空调风叶翘曲均匀性优化

以模具温度、熔体温度、注射时间、保压时间、保压压力5个因素为设计变量,空调风叶叶片尖部Z轴坐标最大差值为目标变量,采用田口方法进行实验设计并根据实验方案进行CAE模拟,根据模拟结果采用BP神经网络构建设计变量与目标变量之间的数学关系模型,并利用GA算法对数学模型进行全局最优求解。求得最优工艺参数为：模具温度45 ℃、熔体温度205 ℃、注射时间1.8 s、保压时间6 s、保压压力50 MPa。模拟验证得到优化工艺参数下的目标变量为0.08 mm,低于各个实验设计方案,且风叶各叶片翘曲均匀性得到提高。     

面向网络化制造的注塑模CAD／CAE系统研究与实现

分析了网络化制造环境下的注塑模计算机辅助设计／计算机辅助工程（CAD／CAE）协同工作流程，结合网络化制造和注塑成型模拟系统的特点和发展方向，提出了面向网络化制造的解决方案。为实现CAD和CAE的协同工作，开发了基于协同工作流管理的网络服务系统，实现了CAD／CAE数据传输、工艺参数配置以及分析结果显示的系统集成。系统门户网站的设计遵循了注塑成型模拟的业务流程，在应用服务器设计上采用了基于AOP（面向方面编程）技术的解决方案，提出采用更加标准化、更开放的网络信息集成平台方案，以期推动模具企业数字化制造技术在网络环境下的应用和发展。     

气辅注射成型工艺参数正交试验CAE模拟设定

介绍了气辅注射成型中的CAE分析方法;阐述了气辅制品缺陷与工艺参数的关系;运用正交试验方法对待定气辅成型工艺参数进行合理的实验设计,采用塑料成型过程模拟仿真软件MoldflowPlasticInsight5.0对气辅成型塑料周转箱制品进行FLOW-COOL-FLOW分析,代替传统试模方法,并对CAE后处理结果进行综合分析,得到一组优化的工艺参数组合。该组气辅成型工艺参数组合可作为实际生产中的气辅成型工艺参数设定值。     

基于Pareto遗传算法的聚合物黏度模型参数拟合

针对传统聚合物黏度模型参数拟合方法中存在的初值选取问题及权重分配问题,采用基于Pareto多目标遗传算法的拟合方法.根据实验测得PP和PMMA材料流变数据对常用的Cross-WLF 7参量黏度模型进行了拟合,拟合结果的复相关系数分别达到了0.999929和0.999036.研究结果为聚合物注射成型仿真提供了必需的材料流变数据,为塑料制品的模具设计、工艺参数优化和质量预测提供了理论依据.