FM全新卡车内饰顶棚把手气辅注射成型的模拟分析

利用Moldflow软件对FM全新卡车内饰顶棚把手的传统注射成型工艺和气体辅助注射成型工艺进行了分析,研究了熔体温度、注射时间、浇口位置对传统注射成型和气辅注射成型过程的影响以及熔体的预注射量、气体注射压力对气辅注射成型填充过程的影响。结果表明:采用气体辅助注射成型工艺熔体适宜的注入量为94%,可以节省原材料6%,熔体的注射压力降低了52.8%,锁模力下降了66.6%。     

FM全新卡车内饰顶棚把手气辅注射成型的模拟分析

利用Moldflow软件对FM全新卡车内饰顶棚把手的传统注射成型工艺和气体辅助注射成型工艺进行了分析．研究了熔体温度、注射时间、浇口位置对传统注射成型和气辅注射成型过程的影响以及熔体的预注射量、气体注射压力对气辅注射成型填充过程的影响。结果表明：采用气体辅助注射成型工艺熔体适宜的注入量为94％，可以节省原材料6％，熔体的注射压力降低了52．8％，锁模力下降了66．6％。     

数值研究双螺杆挤出平行孔模具内聚合物流场

使用有限元方法数值计算双螺杆平行4孔模具内高黏度聚合物熔体的等温流场,分析模具压差对熔体流场的影响.研究结果表明,随着模具压差的增加,物料的平均速度、平均剪切速率增加,平均黏度降低,产量增大;在模具入口段,物料平均速度和平均剪切速率减小,平均黏度增大;在模具过渡段和平直段,熔体平均速度和平均剪切速率增大,平均黏度减小;模具内熔体各物理量梯度小,在模具过渡段,压力没有急剧增大;模具平行各孔道中熔体物理量分布基本相同,可以说明该模具能够均匀挤出制品,该平行4孔模具的设计合理.实际生产验证双螺杆挤出平行4孔模具可挤出成型多个质量合格制品.     

气辅成型汽车把手注塑件抗拉强度

介绍了气辅成型的工艺过程和技术特点;分析了气辅成型工艺对聚合物熔体形态分布的影响。并对汽车把手件气辅成型制品和传统注塑成型制品的抗拉强度和抗弯强度进行了比较。结果表明:在相同注射压力、模具温度、试验材料的条件下,气辅制件的抗拉强度明显高于传统注塑制件的抗拉强度,两者的抗拉强度之比约为 1.7∶1;气辅成型制件的抗弯强度也比传统注塑制件有所提高。同时作者还分析了气辅制件强度提高的机理。     

气辅注塑装置闭环控制系统

根据气辅注塑成型工艺对气辅注塑装置调控气体输出压力的要求,分析了不同压力值下气辅注塑装置输出的气体压力闭环控制特征,确立了气体压力稳定阶段和升降阶段对应的PID控制算式,并研究出了基于Labview开发环境的气体压力求解控件,开发出了气体压力控制程序。该控制程序已在自行研制的35 MPa气辅注塑装置上得到应用。生产FM全新卡车顶篷把手制件时,控制系统气体压力最大波动量小于5%,气体压力阶跃时间小于1 s,控制系统具有较强的鲁棒性。     

纤维悬浮槽道湍流中纤维取向分布和流变特性

为了解悬浮槽道湍流中纤维取向分布和流变特性，对纤维悬浮湍流进行了理论分析和数值模拟.推导了纤维取向平均概率分布函数方程，得到了脉动流场速度和脉动取向概率分布函数关联项，建立了关联项与平均概率分布函数梯度以及扩散系数之间的关系，数值求解了平均概率分布函数的方程.计算结果表明，随着长径比的增大，纤维的轴向更趋向于流动方向；悬浮流的剪切应力和第一法向应力差由壁面到槽道中心逐渐接近于0；剪切应力几乎不随长径比和体积分数变化，而第一法向应力差的绝对值随体积分数的增大和长径比的减小而增大.     

气体辅助注射充填流动模拟研究概述

论述了气体辅助注射成型工艺过程及计算机模拟的意义,其中主要包括工艺分析、气辅实际应用中的设计原则、气辅模拟的目的及实现过程中的重点、难点。对于生产中的具体问题,给出了相应的指导措施。     

气辅成型延迟时间与气指的关系

主要研究了气辅成型中气体注入延迟时间的变化对制品内部产生气指的影响。采用数值模拟和实验验证相结合的方法,通过改变气体注射延迟时间来测量气道附近产生气指的程度。研究结果表明:在其他工艺条件不变的情况下,随着延迟时间和熔体注射量的增加,制品内部气指指幅和指长明显减小。     

多孔介质内低热值气体燃烧及传热数值模拟

以一个简化的氧化铝(Al2O3)堆积小球多孔介质燃烧器为模拟对象,使用计算流体力学(CFD)方法对低热值气体燃烧进行模拟研究.考虑气体的湍流扩散和气固间的对流换热及固体间的辐射和导热换热,通过研究多孔介质内的压力分布、速度分布、温度分布及组分分布,对多孔介质内的总的热流密度及辐射热流密度进行对比分析,揭示燃烧器内不同轴向位置的燃烧及换热规律.结果表明,低热值气体在氧化铝(Al2O3)堆积小球多孔介质燃烧器内燃烧时火焰面前沿气固温差大于火焰面后气固温差.火焰面前沿固体温度高于气体温度,热量由固体传向气体,对流换热强度较大;火焰面后沿气体温度高于固体温度,热量由气体传向固体,对流换热强度较小.     

离心浮选机结构对流场影响的数值模拟

为探讨浮选机结构对流场的影响,对整体浮选机流场的分布特性进行了数值模拟.以自吸式离心浮选机为模型,使用计算流体动力学软件STAR CCM+,运用Realizable k-湍流模型和VOF多相流模型,采用SIMPLE算法对速度和压力进行耦合求解,得到了速度、压力、湍动能以及气液相含率的分布规律.模拟结果表明,吸气量、喷嘴出口动能和湍动能值随喷嘴直径增大而减小,当喷嘴直径为19 mm时效果较好.外筒体流场存在较大的速度梯度,速度值从7~8 m/s降至1 m/s以下.矿化气体在外筒体的弥散程度较低,入料初始阶段气含率均一度仅为20%~30%.     

喷口结构对雾化流场影响规律的数值模拟

喷口结构形式对喷嘴雾化性能有重要影响,本文采用计算流体动力学方法研究了不同雾化气体压强(P0)下喷口结构对喷射气体流场及导流管顶端静压强(Pt)的影响规律,建立了紧耦合型、环缝HPGA(High Pressure Gas Atomizer)型和Laval环孔型三种喷口结构的喷射模型,并用Fluent软件进行了模拟计算.研究结果表明:三种喷嘴结构的抽吸压强及导流管顶端静压强径向梯度随雾化压强的变化表现出不同的变化趋势;Laval环孔型喷嘴在雾化压强较低时雾化性能最佳,HPGA型喷嘴在高压时雾化性能最佳;数值计算结果与试验观测值吻合较好.     

致密气藏压裂水平井不稳态压力分析

采用离散化裂缝模型,裂缝内考虑为变质量流,利用叠加原理得到气藏内任一点压降计算式,在裂缝壁面处耦合裂缝内流动与气藏内流动,得到致密气藏压裂水平井不稳态压力分析模型。分析了无因次拟压力导数的斜率对应的物理意义,将不稳态渗流过程划分为5个具体阶段:裂缝内线性流阶段、裂缝间线性流阶段、气藏内早期径向流阶段、气藏内线性流阶段和气藏内晚期径向流阶段;计算了不同无因次井筒存储系数对流动阶段的影响,结果表明:随着无因次井底存储系数增加,流动第1、第2阶段被陆续掩盖;研究了裂缝干扰对产量的影响。研究表明:位于水平段跟、指端部分的裂缝较位于中间部位的裂缝产量高,裂缝产量沿水平段分布呈"U"型。     

气体注射控制参数对聚合物气辅共注成型过程影响的试验研究

对先进的气辅共注成型工艺进行了实验研究,系统研究了气体保压时间和气体注射延迟时间对气辅共注成型过程的影响规律,并基于理论分析揭示了其影响机理。研究结果表明:随着气体保压时间增长,气体的二次穿透增强,导致气体的穿透深度和穿透宽度均增大,而随着气体注射延迟时间延长,     

变形介质气藏渗流理论研究的发展及研究意义

变形介质气藏的开采过程是流固藕合渗流过程。常规气藏渗流理论由于没有考虑气藏开采过程中岩石骨架的变形，因此不能准确分析气藏中流体的运动状态。变形介质气藏渗流力学理论正为了解决这一问题而发展形成的。早期主要以研究储层岩石的孔隙度、渗透率与压力之间的关系为主要目的，引入有效应力概念后，建立了线弹性变形下的渗流模型，后又发展到考虑非线弹性变形和塑性变形下流固耦合渗流力学模型，到目前为止，已开始综合考虑渗流、应力和温度场三者之间的关系，并建立了相关的耦合模型。我国变形介质渗流力学理论的研究起步较晚，是在国外理论研究的基础上发展起来的，20世纪90年代以来，随着油气田开发理论的发展，许多国内学者开始对变形介质渗流力学理论进行了深入的研究，并取得了一些研究成果，对我国现阶段主要气藏的开发具有重要的指导作用。     

基于有限元分析的PE燃气管道有固定墩的跨越段应力分析

研究有固定墩的聚乙烯燃气跨越管道力学性能,对城镇燃气管网的安全运行具有重要意义。基于有限元分析理论,建立了两端设有固定墩的聚乙烯跨越管道仿真模型,运用工程分析软件ANSYS对聚乙烯燃气管道进行模拟,分析并讨论了跨长、管径以及内压等因素对管道变形和应力的影响及其变化规律。研究结果表明,管道跨中挠度在跨长低于15m 时增加缓慢,但是当跨度大于15m 时,管道的跨中挠度会急剧增加;管道所受的应力随着管道跨度的增加而增加,但是增长相对平稳;管径对管道的跨中挠度和应力也有影响,管道的跨中挠度和应力均随着管径的增大而减小;管道内压对管道的跨中挠度影响较小,几乎没有变化,但是管道所受应力随着管道内压的增大而增大。     

塑料圆形管材挤出胀大的数值模拟

挤出胀大是塑料圆形管材生产过程中不可避免的一种现象。在实际生产中,目前主要采用传统经验试差方法设计挤出口模,缺乏相关的理论研究及指导。本研究针对管材挤出工艺,建立了几何模型和数学模型,采用稳态不可压缩流体流动的有限元模型,模拟了PTT流体经过圆环口模挤出胀大现象。采用罚有限元将连续性方程引入动量方程,减少了同时计算的变量数,有效提高了计算效率。模拟结果表明,口模出口处聚合物熔体表面第一法向应力差急剧增大。口模尺寸一定时,聚合物的挤出胀大率随体积流量的增大而增大。同时也系统分析了口模尺寸对挤出胀大的影响规律。模拟结果对实际生产中的模具设计具有一定的指导意义。     

Numerical Simulation of Twin-Screw Extrusion with Wall Slip

Wall slip boundary condition is first introduced into twin-screw extrusion with the Navier slip law. Three-dimensional isothermal flow in the twin-screw extruder is simulated by using the finite element package POLYFLOW. Profiles of velocity contours in the screw channel and shear rate distributions in the intermeshing region are presented for different slip coefficients. Curves of axial pressure difference, average shear rate and dispersive mixing index vs. the slip coefficient are plotted and discussed. Comparisons are also made between the wall slip conditions and the non-slip condition. The simulation results indicate that, as the level of wall slip decreases, the axial pressure difference rises, the shear effect is intensified and the axial mixing is also enhanced. All these flow characteristics seem to level off with the increase of the slip coefficient. However, because of the inherent limitation of the Navier slip law, use of an overestimated slip coefficient would predict an over-sticky state between the screw surface and the polymer melt.     

Parameters Relevant to Bubble Detachment when Gas-injecting into Polymer Melt Flow Field

The bubble deformation processes were reported when gas was injected into polymer melt flow field in another paper, the experiments showed that the deformation was severely affected by the volume of the bubble, and in turn, for the different bubbles, several different deformation processes were presented during their movement along the flow channel. In addition, we could find that the magnitude of the bubble volume was dependent upon the pressure difference of the gas injection pressure and the melt pressure, In this paper, more experimental conditions were changed to investigate the parameters relevant to the detachment of bubbles from the injection nozzle. The experimental results show that the pressure difference, the melt flow velocity as well as the melt pressure were all critical for the purameters, such as the bubble detachment time, the maximum bubble diometers and the magnitude of the bubble volume. The morphology changes of bubble were very large when the flow field was abruptly changed, and the situations were more complicated.     

内压作用下煤气柜侧板的应力分析与厚度设计

煤气柜侧板是煤气柜承受内压的主要部分.目前曼型干式煤气柜尚未有通用设计规范.为了使曼型煤气柜侧板的设计能够安全规范,对煤气柜侧板的受力性能进行有限元分析研究,即用曼型气柜侧板板肋和板分开建模的方式对煤气柜进行整体建模.以某50 000 m3曼型煤气柜为例,研究煤气柜侧板在内压作用下的应力与变形规律,得出沿垂直路径的侧板连接处的应力规律,找出单块板的最大应力与最大变形位置,分析单块板应力及变形趋势,以及研究在不同压力下对侧板厚度的设计方法.     

三轴加卸载下花岗岩脆性破坏及应力跌落规律

基于2种卸荷应力路径和常规三轴压缩试验,研究了加卸载条件下花岗岩的变形破坏及应力脆性跌落特征。卸荷条件下岩石变形主要是向卸荷（主）方向回弹或拉伸变形为主,而非或次卸荷方向的塑性变形很小,峰后应力应变曲线呈现明显的脆性特征。而加载条件下岩石以轴向压缩变形为主,且压缩塑性变形随围压增大而增大;卸荷条件下破坏岩石各种级别的张拉裂缝较多,张裂面一般垂直于卸荷主方向,高初始围压时双向卸荷甚至在次卸荷方向也可产生环形张拉裂缝。破坏围压较高时破裂面剪性特征相对明显,但剪性裂面一般追踪张性破裂面发展而成,并在剪切面两侧发育较多微张裂缝。而相对较高围压下常规三轴压缩岩石一般为剪切破坏,张性裂缝很少;常规三轴压缩岩石的应力脆性跌落系数随围压的增大而增大,而在卸荷条件下却随初始围压的增大而减小。相同初始围压时,卸荷条件下比加载时的应力脆性跌落系数小得多,方案Ⅱ在初始围压达到30 MPa时甚至出现负值,应力脆性跌落系数R依次为：RⅢ〉RⅠ〉RⅡ。