基于连续编织-缠绕-拉挤成型工艺的复合材料直管固化研究

根据复合材料固化成型原理,建立采用连续编织-缠绕-拉挤成型工艺生产的复合材料直管的传热模型以及固化动力学模型,利用有限元软件ANSYS和APDL语言开发复合材料直管固化过程数值模拟程序,以三维复合材料直管为模型进行固化数值模拟仿真,从而分析不同参数对采用连续编织-缠绕-拉挤成型工艺复合材料直管固化成型过程中的温度与固化度的影响。通过对复合材料直管模型进行固化数值模拟仿真分析可以得到工艺参数(如初始温度、加温历程、拉挤速度等参数)对固化过程的影响规律。对应用连续编织-缠绕-拉挤成型工艺生产的复合材料直管进行在线温度测试,测试结果表明数值模拟与实际生产工艺贴合,对实际生产有指导意义。     

碳纤维复合材料抽油杆拉挤过程温度和固化度数学模型研究

本文首先对拉挤模具内热传导和固化反应动力学理论进行了分析研究,在合理假设的基础上,建立了适合碳纤维抽油杆拉挤模具内温度和固化度分布的数学模型。使用第三方软件Pu lModel对开发的计算机程序进行了验证,模拟结果与第三方软件的计算值吻合较好。     

拉挤成型固化工艺探索

介绍了两种确定拉挤成型固化体系及其比例的方法 ,并得出了优化的拉挤成型的固化系统方案。实验表明拉挤模拟实验是一个快速、经济、有效的实验方法。     

玻璃钢拉挤工艺过程非稳态温度场与固化度数值模拟与试验

玻璃钢拉挤成型过程中其固化度和温度变化为强耦合关系。根据固化动力学和传热学理论,建立了非稳态温度场与固化动力学数学模型。通过示差扫描量热实验计算出模型中固化动力学参数。采用有限元与有限差分相结合的方法,依据ANSYS求解耦合场的间接耦合法,编制了计算程序,对拉挤工艺不同工况玻璃钢非稳态温度场和固化度进行数值模拟。采用特殊设计制作的铝毛细管封装的布拉格光栅光纤传感器,屏蔽了荷载效应应变干扰,对玻璃钢温度场进行实时捡测;采用索氏萃取实验测定玻璃钢制品固化度。实验表明,模拟与实验结果基本吻合。为避开繁多试凑性实验而进行工艺过程优化提供理论依据。     

树脂基复合材料拉挤成型研究进展

简要综述了用于拉挤成型的热固性和热塑性聚合物种类和成型工艺,详细论述了数值模拟在拉挤成型理论分析建模和工艺参数优化等方面的研究进展。此外,还介绍了几种新型拉挤成型技术,包括编织缠绕拉挤成型技术、弯曲拉挤成型技术等。连续纤维增强热塑性复合材料具有可再加工性、环保可回收等特点,在拉挤成型领域有着广阔的发展前景。     

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。     

气辅共挤成型界面不稳定的数值模拟研究

提出全新的气辅共挤成型工艺,基于气辅共挤成型特点建立了理论模型,通过数值模拟系统研究聚合物流变性能和工艺参数对气辅共挤成型界面不稳定性的影响规律,揭示其影响机理。研究表明,随着高粘层熔体与低粘层熔体粘度比的增大,或温度比和速度比的减小,界面不稳定性均会加剧,气辅共挤成型粘度比比传统共挤成型可调范围宽。     

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降,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。     

拉挤成型FRP桥面板的研究

纤维增强复合材料(FRP)是一种新型的结构材料。它具有比强度高、耐腐蚀等特点，将其应用于桥面板，具有传统材料难以比拟的一些优点。本文在分析国外研究成果的基础上，应用复合材料结构设计理论，提出了一种新型的FRP桥面板截面形式并进行数值分析。     

玻璃钢拉挤成型设计

介绍了玻璃钢拉挤成型的原材料、生产工艺、质量保证、产品性能和设计计算等内容 ,对拉挤玻璃钢的生产、设计和应用具有实际意义     

数值模拟方法在过程设备设计教学中的探索与实践

本文通过具体案例,介绍了数值模拟方法在过程设备设计课堂教学和实验教学的一些应用情况.实践表明,数值模拟方法的引入提高了学生的学习兴趣和知识技能,开阔了学生的学术视野,强化了学生解决实际工程问题的能力.     

玻璃成型工艺数值模拟技术的发展

在查阅资料的基础上，综述了计算机数值模拟技术尤其是有限元分析模拟技术在玻璃成型工艺中国内外应用和发展情况，论述了开发具有自主知识产权的玻璃成型工艺计算机数值模拟软件的必要性和紧迫性，简述了此类软件的开发方法。     

有限元法求解无定形料挤出制品水浴冷却温度场

应用传热学和有限元基本原理，用线性三角形单元数值求解了无定形料挤出制品水浴冷却的瞬态温度场，进而可求得冷却时间，以及所需冷却水槽的长度。通过两个算例与解析解、ANSYS数值模拟结果的比较，说明了文中算法的可行性与合理性。     

数字化集成增压装置加热炉数值模拟分析

运用有限元分析软件对加热炉燃烧器进行了数值模拟分析,并建立起了加热炉的温度场模型,找出了火筒内温度场的分布规律,计算出了火筒、烟管、烟囱的温度分布情况,重点找出了水套加热炉结构中的薄弱环节,为现场改进水套加热炉的结构提供了参考。     

炭纤维/树脂复合材料导热性能的数值模拟

采用有限元方法对炭纤维/树脂复合材料的导热性能进行了数值模拟,分别建立一维结构和二维结构炭纤维/树脂复合材料计算分析模型,研究炭纤维含量、界面接触热阻、以及炭纤维直径对复合材料有效热导率的影响。研究结果表明炭纤维作为复合材料增强相,其含量越高复合材料的热导率越高;界面的接触热阻在10-3~10-5(m2 K)/W范围内对复合材料有效热导率有较大的影响,超出范围之后改变接触热阻对材料热导率的影响可以忽略;接触热阻比较大时,炭纤维的直径对复合材料的热导率有较大的的影响,当接触热阻比较小时,炭纤维的直径对于复合材料热导率的影响非常小。     

Numerical Simulation of Mesoscopic Mechanical Behaviors of Gradual Multi‐Fiber‐Reinforced Polymer Matrix Composites

Summary: To simulate the deformation and the fracture of gradual multi‐fiber‐reinforced polymer matrix composites, a numerical simulation method for the mesoscopic mechanical behaviors was developed on the basis of the finite element and the Monte Carlo methods. The results indicate that the strength of a composite increases if the variability of statistical fiber strengths is decreased.

Normalized strength distributions plotted in the Weibull form of versus for composites with varying WM.     

三维正交机织复合材料弹道侵彻有限元模拟

测试复合材料弹道侵彻性质,得到复合材料弹道侵彻过程中子弹的入射速度和剩余速度及冲击破坏形态。基于复合材料的真实细观结构,建立细观结构模型,运用商用有限元软件ABAQUS/Explicit计算复合材料弹道侵彻破坏过程。研究发现三维正交复合材料不同破坏机制:三维正交机织复合材料不产生冲击分层,纤维断裂和基体开裂是主要吸能模式,复合材料冲击破坏是最主要的破坏模式。     

Coupled Part and Mold Temperature Simulation for Injection Molding Based on Solid Geometry

This paper presents a coupled method that determines the interface temperatures by filling and cooling analyses simultaneously to simulate the mold and part temperature distributions for injection molding. The mold temperature is assumed to be changing and is calculated with melt together at the filling stage instead of keeping constants as is usually done in conventional methods. The mold temperature is first determined with a 3-D finite element method by specifying the heat-flow rate at the interface between mold and part. Then the finite difference approach is employed to solve the melt thermal problem to get melt temperature distributions inside the cavity and the heat-flow rate at the interface. The under-relax scheme is used to correct the boundary condition and to resolve both mold and melt thermal problems until the solutions are convergent. This method can simulate transient and multicycle problems with more complex process conditions. The simulated results agree with experimental data.     

Computer Filling Simulation of Injection Molding Based on 3D Surface Model

Computer simulation packages have been successful in predicting filling behavior in extremely complicated geometries, and most of the current numerical solutions are based on a hybrid finite-element/finite-difference scheme and the middle-plane model. This imported model causes some inconvenience during applications. This study introduces surface model as the datum plane, instead of the traditional middle-plane model and additional boundary conditions in the gapwise direction are employed to keep the flows in the surfaces at the same section coordinative. The simulation presented here is compared with the experimental results obtained with instrumented test mold and C-Mold results. It is demonstrated that the present formulation is well suited to handle cavities generated directly by mold design process with computer aided design (CAD) tools.     

啮合同向双螺杆驼峰元件的数值模拟

介绍了啮合同向双螺杆驼峰元件的特点,应用Polyflow软件进行了流场模拟,并与双头螺纹元件进行了比较分析。模拟结果显示:驼峰元件的螺棱和机筒之间的剪切速率比双头螺纹的低;建压能力比双头螺纹元件高;回流量较大,轴向混合能力较强。特别适用于生物降解塑料等热敏性和剪敏性塑料的高速挤出和混合。