3D挤出吹塑型坯吹胀的数值模拟

采用超弹本构模型对挤出吹塑型坯吹胀进行了3D数值模拟，得到了型坯在吹胀过程中的型坯轮廓曲线分布以及吹胀完毕时的型坯壁厚分布，模拟的结果与文献的实验结果相吻合；探讨了材料的性能、初始条件和吹胀压力等工艺条件对吹胀完毕后的壁厚分布影响，这为在实际生产获得最佳的加工工艺参数提供了依据。     

挤出吹塑型坯吹胀的CAD／CAE技术

对挤出吹塑型坯吹胀过程的CAD／CAE技术进行了初步研究。此技术可通过对吹塑CAD几何造型，CAD／CAE间信息传递，以及CAE分析的集成，实现对挤出吹塑型坯吹胀成型工艺过程的模拟和分析。最后用实例验证了此技术的可行性，为塑料制品的设计、材料选择、模具设计、吹塑成型工艺的制定及吹塑成型工艺过程的控制提供了科学依据。     

挤出吹塑中型坯自由吹胀的动力学分析

聚合物挤出吹疗程 型坯的自由吹胀受到多方面因素的影响。采用动力学方法对此进行了研究。模拟了史胀过程听型坯轮廓变化, 吹胀压力,材料模量,型坯初始壁厚对此过程的影响。     

挤出吹塑中型坯成型的有限元模拟——型坯尺寸预测

建立了塑料挤出吹塑中平直型机头内非牛顿粘弹性熔体的流动模型，并利用POLYFLOW有限元软件进行求解，预测了不同型坯长度和不同流量时的型坯尺寸分布。     

挤出吹塑型坯吹胀的CAD/CAE技术

对挤出吹塑型坯吹胀过程的CAD／CAE技术进行了初步研究。此技术可通过对吹塑CAD几何造型，CAD／CAE间信息传递，以及CAE分析的集成，实现对挤出吹塑型坯吹胀成型工艺过程的模拟和分析。最后用实例验证了此技术的可行性，为塑料制品的设计、材料选择、模具设计、吹塑成型工艺的制定及吹塑成型工艺过程的控制提供了科学依据。     

挤出吹塑型坯的膨胀

本文系统地分析了挤出吹塑型坯的膨胀。介绍了两种测量型坯膨胀的方法,分析了机头结构(平直机头,发散机头与收敛机头)、树脂的流变性能与分子量分布及挤出条件(熔体温度、流动速率及剪切速率)对膨胀的影响。本文认为,聚合物熔体的离模膨胀主要由其分子的取向效应引起。     

挤出吹塑中型坯成型研究的进展

从理论研究和实验研究两个方面较为系统地介绍了挤出吹塑中型坯成型这一复杂阶段的研究现状 ,同时简要介绍了作者将神经网络方法应用于此阶段的研究工作     

塑料挤出吹塑中型坯成型模拟采用的本构方程

型坯成型是塑料挤出吹塑中的一个重要阶段。对型坯成型阶段的数值模拟可分为两种方法：一种是将型坯机头内的聚合物熔体看作牛顿流体，另一种是将其看作粘弹性流体。在对粘弹性流体进行分析时，用到了微分型和积分型的本构方程，对此进行了较系统的介绍。     

高密度聚乙烯油桶吹胀过程的非等温数值模拟

为了研究高密度聚乙烯(PE-HD)油桶的吹胀过程,用Polyflow软件数值计算了PE-HD油桶的非等温吹胀过程,研究了吹胀压力对PE-HD油桶吹胀过程的影响。结果表明,吹塑制品的温度随着吹胀压力的增加而减小;吹胀压力越大,接触时间越长;吹胀压力越大,分型线处壁厚越大。综合考虑生产效率和分型线处物料堆积的问题,吹胀压力宜选择0.6MPa左右。     

挤出吹塑的型坯成型研究中的本构方程

型坯成型是挤出吹塑中的一个重要阶段。对型坯成型阶段的数值模拟可分为两种方法:一种是将机头内的聚合物熔体看作牛顿流体;另一种是将其看作粘弹性流体。在对粘弹性流体进行分析时,用到了微分型的和积分型的本构方程。     

Parison Inflation in Extrusion Blow Molding: A Theoretical Analysis for Identifying Critical Process Parameters

Abstract

An analysis for describing parison (cylindrical) inflation behavior in the extrusion blow molding process is presented. A general growth equation is developed starting from the basic conservation principles. Assuming the polymer melt constituting the parison to behave as a purely viscous Generalized Newtonian Fluid, the effect of different process and material parameters on the inflation process is investigated. From the numerical results, it is inferred that the growth behavior for inelastic liquid exhibits a general tendency of approaching exponential (constant stretch rate) growth as elapsed time progresses. Besides, the initial parison dimensions are determined to play a very significant role in governing the inflation process. Moreover, the inertial contribution owing to fluid motion is found to exert an appreciable influence on the growth dynamics, and hence cannot be neglected without introducing severe approximations in the analytical development.     

New Strategies for Predicting Parison Dimensions in Extrusion Blow Molding

In this work, two new strategies were proposed for predicting the parison thickness and diameter distributions in extrusion blow molding. The first one was a finite-element-based numerical simulation for the parison extruded from a varying die gap. The comparison of simulated and experimental parison thickness distributions indicates that the new method has certain accuracy in predicting the parison thickness from a varying die gap. The second one was an artificial neural network (ANN) approach, the characteristics of which are in sufficient patterns that can be obtained without doing too many experiments. The diameter and thickness swells of the parisons extruded under different flow rates were obtained by a well-designed experiment. The obtained data were then used to train and test the ANN model. The dimension of one location on the parison can provide one pattern to train the ANN model. Trained and tested ANN model can be used to predict the dimensions at any location on the parison within a given range. The proposed two strategies can help search the processing conditions to obtain optimal parison thickness distributions.     

基于神经网络的挤出吹塑中型坯尺寸预测

延续了本课题组在挤出吹塑中利用人工神经网络(ANN)预测型坯尺寸的工作,建立一个新的ANN模型。经过样本训练和检验后,模型能在一定范围内预测型坯任意位置上的尺寸(直径和厚度);与以往工作相比,相同的实验量能提供更丰富的训练样本。     

支持向量机在型坯挤出壁厚预测中的应用

将支持向量机应用于挤出吹塑过程的一段型坯壁厚分布的预测,并将预测结果与人工神经网络预测的结果进行比较,验证了支持向量机具有更强的泛化能力。     

挤出吹塑中型坯尺寸的在线分析

对型坯的视频图像进行了在线分析,并提出了一种不同于传统数字图像处理的新方法,用来定位型坯表面每个墨痕(在机头出口附近用画线方法形成)的位置。还使用了“sobel”和“canny”这两种传统的方法,来定位型坯的边界。这样,可在线确定出相邻两个墨痕之间的距离和对应每个墨痕的型坯外径。采用锥形圆筒来对墨痕之间的型坯段进行几何近似,根据质量守恒计算出对应每个墨痕的型坯内径。