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。     

气辅成型过程中可压缩空气流动数值模拟

气辅成型技术能够有效地改善产品力学性能、提高产品的质量,因此在注射成型生产中应用广泛,与之相应的气辅成型CAE技术也得到了快速发展。当前的气辅成型CAE技术中假定空气为不可压缩流体,忽略了空气的可压缩性,因此研究气辅成型过程中可压缩空气的流动行为具有一定的实际意义。针对气辅成型过程中可压缩空气流动的复杂行为,基于假设将复杂的三维(3D)流动问题转化为二维(2D)。采用 CBS方法建立2D瞬态可压缩空气流动的有限元分析模型,求解算法采用预共轭梯度法,并用VC++完成了算法编制,实现了可压缩空气流动过程的数值模拟,其压力结果可作为充填流动分析的基础数据。     

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。     

工艺参数对气辅共注成型过程影响的实验研究

对先进的气辅共注成型工艺进行了系统的实验研究,研究了熔体注射温度、气体压力这两种工艺参数对气辅共注成型气体和芯层熔体穿透形貌的影响规律,并基于聚合物流变学和流体动力学揭示了这些工艺参数对成型过程的影响机理。结果表明,随着芯层熔体温度升高,芯层熔体的黏度会减小,流动阻力减小,使得气腔的穿透深度减小,而穿透宽度和穿透厚度则增大,但芯层熔体的穿透长度变化不明显；随着注气压力增大,气体的穿透深度、穿透宽度和穿透厚度均增大。     

聚合物气辅共注成型工艺的实验研究

针对气辅共注成型中多相分层流动存在着各分层界面应力间的相互耦合,使得其成型过程具有特殊的流动输运规律和动力学特征,对气辅共注成型工艺进行了系统的实验研究。通过实验研究了熔体注射温度、气体填充量和气体延迟时间3种工艺参数对气辅共注成型的影响规律,并在此基础上通过理论分析揭示了工艺参数对气辅共注成型的影响机理。     

气体注射控制参数对聚合物气辅共注成型过程影响的实验研究

为了建立气辅控制系统的控制模型,系统研究了气辅注射工艺参数对气辅共注成型过程的影响规律。研究表明,保压时间和气体注射延迟时间对气辅共注成型的气体穿透有较大影响,而对芯层熔体的穿透影响不明显。随着保压时间的延长,气体的穿透深度和穿透宽度均增加,而随着气体注射延迟时间的延长,气体穿透深度增大,穿透宽度减小。延长气体注射延迟时间有利于气体的穿透,但易出现指进现象和气体穿透流动的不稳定。     

充模过程Foumtain区的流动分析

提出了一种研究和分析注塑充模过程中Ｆｏｕｎｔａｉｎ（喷泉）区流动的方法，得到充模过程的流线图、速度分布和压力分布的图形，从而使得充模过程数值化，对确定工艺条件和提高产品的产量和质量都有实际意义。     

气辅共挤成型机理的数值模拟研究

基于气辅共挤成型特点，提出了其成型工艺，并建立了描述气辅共挤成型过程的理论模型，对其成型机理进行了数值模拟研究。研究结果表明：相对传统共挤成型而言，气辅共挤成型不仅能有效降低口模压隆，而且能提高界面的稳定性。数值模拟的结果与国外的实验研究结论相吻合。     

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.     

聚氨酯反应注射成型充模流动研究

聚氨酯原料体系反应注射成型（ＲＩＭ）制品在汽车构件、商用机器外壳等制造方面得到越业越广泛的应用，同时ＲＩＭ制品也朝着体积大、注射速度快的方向发展。但目前在模具设计及工艺参数选择中仍采用经验或尝试的方法，耗费大量人力物力。为此，本文对长扁平板模聚氨酯反应注射成型（ＲＩＭ）充模流动过程进行了实验研究并建立了计算模型。得出的压力计算公式与实验结果进行了对比。结果表明在弃模时间ｔｆ远小于凝胶时间ｔｑｍ时充     

气体辅助共注成型的发展现状

气体辅助共注射成型是在气体辅助注射成型和共注射成型的基础上发展起来的一种新型注射成型工艺。概述了该技术的工艺过程、技术优势、应用领域、设备要求、影响质量的因素及其应用的技术关键。     

气辅共注成型工艺中气道截面影响的CAE研究

基于气辅共注成型充填过程控制方程和7参数Cross—WLF黏度模型，采用数值模拟的方法研究了气辅共注成型工艺中气道截面的大小对熔体流动、气体穿透与压力分布的影响。采用改进的控制体积／有限元／有限差分法实现对充填过程中多重运动界面的追踪以及压力、温度等场量分布的预测，编写了相应的模拟程序。对气道等效直径分别为5mm、8mm和12mm的矩形板的气辅共注成型充填过程进行了数值模拟。通过对模拟结果的比较发现：随着气道等效直径的增大，气道中的熔体与薄壁区的熔体流速差越来越大，熔体流动的“跑道”效应越来越突出；“薄壁穿透”缺陷由明显到缓解直至基本消除；压力损失越小，压力分布也变得更为均匀。因而在制件设计时，气道截面尺寸宜稍大而不宜过小。     

模壁温差对水辅共注成型不平衡充填流动的影响

模拟研究了模壁温差干扰对分支形模腔不平衡充填流动的影响,揭示了其产生机理。研究表明:前沿穿透不平衡充填流动是由各分支前沿穿透流动阻力的不平衡而诱发,前沿穿透流动阻力具有自平衡特性是抑制不平衡充填流动的前提条件。在模壁温差干扰下,若芯壳层相黏度比大于1,芯层相前沿穿透流动阻力具有自平衡特性,使其前沿穿透始终处于平衡充填流动状态,若芯壳层相黏度比小于1,芯层相前沿穿透流动阻力不具有自平衡特性,使其前沿穿透始终处于不平衡充填流动状态,其不平衡充填程度随着模壁温差干扰增强而加剧,当模壁温差达到7℃时,水的前沿穿透出现单边充填流动状态。     

水辅助共注射成型充填过程的数值模拟研究

基于黏度幂率模型,建立了水辅共注成型充填流动过程的瞬态、纯薪性、非等温的理论模型,并采用有限体积法对水辅共注成型过程进行数值模拟。研究了内外层注射量、内外层熔体流变指数比、注水温度、注水速度、注水延迟时间、内层熔体温度和模壁温度等因素对充填过程的影响规律,并根据流变学理论阐述了其影响机理。     

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。     

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。     

顺序共注射成型充填过程的数值模拟

基于Hele Shaw流动模型,推导出顺序共注射成型充填过程的数值模型;并引入厚度分数,采用控制体积法来实现运动界面的追踪。数值模拟结果与moldflow的模拟结果相吻合,并且能够正确反映芯皮层熔体黏度比对注射压力和界面形貌的影响。     

气辅注塑成型工艺过程及其关键技术

气体辅助注塑成型工艺包含塑料熔体注射和气体注射两部分,由气体推动塑料熔体充满模具型腔,因此具有普通注塑成型工艺所没有的优点,但在应用上也带来了特殊的技术要求。本文介绍了几种常用的气体辅助注塑成型工艺过程,并从制品设计、模具技术和工艺控制三方面分析了应用气体辅助注塑成型工艺的关键技术。     

气体辅助注射成型气体薄壁穿透的数值模拟研究

气体辅助注射成型中，气体的薄壁穿透是影响注塑件强度和性能的重要因素。运用有限元法及CAE技术，就聚合物流变性能及工艺参数对气体薄壁穿透的影响进行了数值模拟，探索了流变性能、注射工艺参数与气体薄壁穿透的规律性关系，用流变学理论分析了其影响机理，并揭示了气体薄壁穿透的形成原因。本研究的数值模拟结果与T．J．Wang等和D．M．GAO等的实验结论相符合。