注塑充模流动过程灵敏度数值分析

从注塑模充模过程控制方程出发,建立了注塑成型充模过程物理场对设计参数瞬态连续灵敏度分析理论,得到了充模过程压力场、温度场、速度场等物理场对设计参数的灵敏度控制方程.数值分析沿用了注塑模流动分析的基本思想,压力灵敏度采用有限元法、通过对时间和厚度方向的差分求解温度灵敏度,借助于控制体积的概念得到运动边界灵敏度分析.数值算例分析了注射压力对注射流率、熔体温度的设计灵敏度,与数值实验吻合良好.     

引擎盖VARTM成型充模流动模拟及优化

利用RTM-worx仿真模拟软件对引擎盖模型真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺过程进行充模流动模拟,根据引擎盖模型的充模流动模拟结果,确定最终注射方案,并与引擎盖模型的VARTM成型工艺过程相比较。试验结果表明,VARTM成型过程与充模流动结果吻合较好,RTM-worx仿真模拟软件能够有效地对引擎盖模型进行充模流动模拟及优化。     

RIM充模过程中流动行为研究

本文采用无化学反应的低粘度流体进行ＲＩＭ充模过程的冷态模拟研究。考察了充模过程中的基本流动行为。对稳定铺展流、失稳流、射流和绕流等各种充模现象进行了描述、分析，并提出了各种流动行为的判别准则。     

水辅助熔体充模流动的熔体流痕

构建了用于研究水辅助熔体充模的仿真模具,采用红色和绿色着色剂作为示踪剂,通过水辅助着色的聚丙烯(PP)熔体在柱状模腔里充模,获得了能够反映熔体流动痕迹的样品。通过观察流痕,对水作用下熔体的充模流动进行了研究。实验结果表明:在一次穿透中,与注水喷嘴接触的高黏度熔体造成水从喷嘴射入熔体的不稳定,水的穿透导致模壁附近熔体可能产生回流现象,回流沿水的穿透方向呈减弱趋势。在二次穿透中,水前缘熔体黏度和黏度分布对水的穿透影响较大,熔体体积的收缩是近似线性的减小过程,熔体的剪切流动弱于一次穿透。实验中还发现,水前缘的熔体也会产生"喷泉流"。     

挤出微压印熔体充模流动可视化实验

挤出微压印是高效、精确连续制备具有微结构制品的有效方法。基于Navier-Stokes方程建立挤出微压印充模过程速度模型。结合Navier滑移定律分析微尺度下挤出微压印充模过程填充流动壁面滑移问题。同时,设计微压印熔体充模流动可视化实验装置,以羧甲基纤维素(CMC,carboxyl methyl cellulose),简称为实验材料,选用直径0.1~0.5 mm的毛细管作为微流道,对挤出微压印充模流动进行实验研究,并将速度实验值与理论计算值相比较,验证微尺度下壁面滑移对压印填充流动的影响。     

玻纤编织布复合材料VARI工艺中树脂流动行为研究

采用可视化实验方法研究了玻纤编织布铺层真空辅助成型工艺中树脂的流动行为。结果表明,导流介质可提高树脂流动速率、缩短充模时间;边缘点浇注、树脂沿导流介质径向流动时流动前锋为抛物线且易产生白斑,树脂沿导流介质纬向浇注时流动前锋呈直线且不易产生白斑;中心点浇注只能缩短树脂沿导流介质径向流动的充模时间,整体充模时间并未得到改善;玻纤编织布为2层、4层、6层、8层时树脂流动速率相差无几。     

纤维增强塑料的充模流动和纤维取向的耦合仿真模型

分析充模流动、纤维取向耦合仿真的特点,在此基础上提出充模流动、纤维取向耦合仿真模型,可对充填和后充填阶段的可压缩流体的非对称流动,以及由于熔体流动引起的三维纤维取向行为进行统一建模,并且两者相互耦合,在耦合程度上考虑了由于增强纤维存在并且取向引起的熔体流动类型、流变学性质和本构方程的变化.     

泡沫夹层结构VARI工艺中树脂流动行为的研究

采用可视化实验方法研究了泡沫夹层结构真空辅助成型工艺(VARI)中树脂的流动行为.结果表明,导流介质的存在可以明显提高树脂的流动速率;剥离布可使得复合材料泡沫样板表面光滑平整,并可明显提高充模速率,减少充模时间;增加浇注口数目可明显缩短充模时间,并可获得浸渍均匀、沟槽全满的样板.采用真空点源布局B时的树脂流动速率大于真...     

塑料注射模微机辅助流动分析系统

在塑料注射模计算机辅助工程(CAE)中,对塑料注射成型充模过程进行计算机辅助流动分析是极其重要的一环。通过分析,可以预测熔体在模腔里的流动情形及压力、温度等的分布情况,优化模具设计方案及工艺参数,从而避免了盲目性。     

聚合物剪切流动取向应力-应变关系实验研究

采用熔体流动速率(MFR)仪研究了聚丙烯(PP)材料在剪切流动中大分子链取向应力与应变关系模型。通过测定口模挤出物胀大比,依据Poiseuille定律计算得出材料在不同条件下的第一法向应力差;引入相关聚合物充模取向力学行为理论模型,考虑到相关模型表征了聚合物充模的瞬态过程,简化起见,以材料MFR代替模型中的应变张量;采用最小二乘与数据拟合理论求得相关模型常量,得出PP材料的流动取向应力–应变定量关系式。实验验证结果显示,线弹性模型和高弹性模型的应力最大平均理论误差分别为11.57%和10.95%,最小平均误差分别为9.60%和5.68%,均具有较好的适配性,为后续相关模型理论的定量表征提供了实验依据。     

气辅注射成型矩形腔中熔体流动的数值模拟

应用Hele-Shaw物理模型和改进的Ｃross流变模型对辅助射成型过程中充填区域内熔体的流动进行数值模拟,采用控制体积法对充模过程中的熔体前沿、熔体－气体边界进行跟踪,运用有限元／有限差分混合数值方法求解气体注射阶段的速度场、压力场、温度场,以图表的形式列举了不同时刻压力场的分布和充模过程中的流线图。在计算过程中,采用压力场和温度场耦合的方法。     

气体辅助注射成型充模流动CAE技术

在对气体辅助注射成型充填过程进行流动分析的基础上，开发了气体辅助注射成型充模流动ＣＡＥ软件，并给出了典型算例进行验证。     

塑料注射充模过程的动态磁化测量及表征

为了研究塑料熔体在模腔内的流动行为，设计制造了浇口动态磁化装置，通过磁化试验，测量中心浇口圆盘模腔内的熔体在各个时刻的流动位置和充模时间，可以直观地分析塑料熔体在模腔中的流动状态。     

塑料熔体充模流动粘性模型的数值求解

本文重点讨论了适用于注射充模流动过程的Ｃｒｏｓｓ－Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方程，采用逐步线性化的方法成功地解决了求解模型常数时所需的初值，并最终优化解出模型常数。     

工艺参数对水辅助熔体充模流动的影响

基于水辅助注塑仿真模具,采用示踪技术,对不同注水延迟时间、注水压力、熔体温度和熔体填充量下的水辅助充模的熔体流痕进行了考察,研究了工艺参数对熔体流动的影响.实验结果表明:随着注水延迟时间的增加,一次穿透中的回流区域呈向水道边靠近的趋势,随水流动的熔体减少,受强剪切作用的熔体区域在水道边变窄.熔体温度低,模壁附近的高黏度...     

圆环夹层复合材料VARI树脂充模模拟研究

夹层结构复合材料VARI成型过程中树脂流动较为复杂,容易产生干斑等缺陷。传统的试错法存在周期长、成本高等缺点,借助有限元软件研究其树脂流动过程是非常有必要的。本文采用有限元控制体积法模拟圆环型夹层结构复合材料的充模过程,计算出增强材料的渗透率,设计出三种充模方案。结果表明,沿模型外圈铺设注胶管道,内圈铺设出胶管道的充模方案,充模时间为4500s,是最合适的充模方案,与试验结果相吻合,并对其平拉、平拉、侧压、剪切、剥离、弯曲性能进行了测试。     

塑料工件周转箱注射模具设计

以工件周转箱注射模具设计为例,利用Moldflow流动分析软件对浇注系统进行优化设计,采用两点进浇和点浇口形式改善了塑料的流动充模性能,保证了塑料件质量;采用热流道浇注系统使模具结构由三板式结构改为两板式结构,模具结构进一步得到优化。     

共注成型充模流动数值模拟研究

在共注成型多相分层流动充模成型的机理研究基础上,通过采用通用的Hele-Shaw模型和流体积技术,推导出用于描述共注成型多相分层流动充模过程的理论模型,并提出了一种稳定有效的求解理论模型的数值方法。该数值方法通过使用不连续Galerkin法、上风（upwine)法等稳定性技术来解决数值解的不稳定性问题和数值发散问题,实例数值模拟结果与实验结果基本吻合。     

聚合物多相分层充模流动成型的粘性包围形成机理数值分析

基于聚合物多组分成型技术的工程背景，建立了全三维非稳态非等温多相分层充模流动的理论模型，提出了求解理论模型的稳定高效的数值算法。通过数值模拟，给出了不同流变性能参数、过程条件下多相分层充模流动成型时的粘性包围形成过程和其形貌的定量对比。在此基础上，通过理论分析，揭示了粘性包围的产生机理，并研究了流变性能参数和过程条件对分层界面形貌和粘性包围影响的规律性关系。模拟研究表明，模拟结果与Bamin Khomani等的实验研究结论相吻合。     

气体辅助注射成型充模流动模拟

本文建立了描述气体辅助注射成型充模流动过程的数学模型,并采用有限元/有限差分混合算法进行数值求解,在对移动边界的处理上采用控制体积法对充模过程中的两类移动边界:熔体前沿、熔体-气体边界进行跟踪,从而实现气体辅助注射成型充模过程的数值模拟。通过对一平板带厚筋结构进行数值分析验证了本文给出的理论算法及软件的可靠性。