基于数值分析的轮胎胶料共挤出口模设计

在轮胎胶料挤出生产中,口模的结构对共挤出产品的质量起着关键的作用,但在实际生产中,共挤出口模的设计主要依靠经验,口模设计质量的控制需要经过多次试模和修模。采用流体计算软件Polyflow进行轮胎胶料(TWD40/FS10)的共挤成型过程的三维数值模拟,分析共挤出过程中的速度、压力分布以及胶料熔体的流动情况,并通过试验验证模拟的可行性。针对初始口模设计的不足,提出增加窄缝区域高度和扩充口模入口的方法,有效解决初始模具设计中速度分布不均的问题,改善了口模中熔体的流动,提高了挤出质量,同时还降低了挤出过程中的能耗。利用数值方法可对共挤出口模结构进行设计,提出的口模设计方法可以对同类轮胎胶料共挤出口模结构的设计提供指     

基于数值分析的塑料挤出模优化设计方法研究

以比例间隔法和射线法相结合的办法建立面向CAE的挤出口模的参数化模型,在对其进行三维数值分析得出流道内压力和速度分布的基础上,以口模出口处型材截面上各子区域平均流速相等为优化目标,基于有限元分析结果和参数化流道模型建立目标函数的数学模型,对模具的一些重要结构参数进行设计优化,优化结果可以直接映射到参数化模型,实现了CAE/CAD的直接集成。通过一个算例的分析,验证了该方法的正确性和有效性。     

L型异型材挤出口模内聚合物熔体三维等温幂律流动的数值模拟

利用罚有限元法,采用幂律本构模型,对聚合物熔体在L型异型材挤出口模内的三维等温流动进行了数值模拟,分析了口模内熔体流动的速度场和应力场。分析表明：L型异型材挤出口模截面不能简单视作两矩形截面的几何组合,因为其上有三个特征流动区;过渡区对熔体在口模内的流动有非常大的影响,它不但影响成型区熔体的流动,而且对稳流区熔体的熔体的流动产生一定的影响：此外,因为在过渡区产生了熔体拉伸取向,需要一定的成型区长度使高分子链段充分松弛。     

基于不可压缩光滑粒子流体动力学的单螺杆挤出三维流动数值模拟

基于不可压缩光滑粒子流体动力学(Incompressible smoothed particle hydrodynamics, ISPH)算法,利用FORTRAN语言编程,开发一套模拟三维非牛顿流程序。通过模拟平板Poiseuille流验证ISPH算法计算非牛顿流的正确性。指出在模拟非牛顿流时,采用镜像粒子边界法处理壁边界较采用静态粒子边界法更适合。并利用该程序计算单螺杆挤出三维流场。提出两种入口出口边界设置方法：周期边界法及压力边界法。分析计算结果发现：选取周期边界较压力边界更合理;选取适当粒子分布密度可以同时满足计算效率与计算精度要求;螺槽横截面上形成环流;切应力分布梯度主要集中在左上角和右上角;沿螺槽方向的流动很平稳,然而,随着反向压力梯度的增加,流动受到反向压力梯度的阻碍更加明显。为进一步采用ISPH方法模拟几何形状更加复杂的三维螺杆挤出打下基础。     

口模压缩段对塑料挤出流动影响的有限元分析

在塑料挤出成形过程中，压缩段是调节模头流道各部分流量(流速)的主要区段，对熔体的流动具有重要影响。本文采用有限元数值分析方法，计算了熔体在口模内流动的速度场和压力场，定量分析了压缩比和压缩角等压缩段模具结构参数对挤出速度分布、挤出流量和挤出流动均匀性等的影响规律，为优化流道结构参数，提高挤出流动均匀性的研究提供了基础。     

塑料异型材截面厚度不均对挤出工艺的影响

薄壁塑料异型材在生产生活中得到了越来越广泛的应用,而截面厚度不均对挤出工艺有着比较大的影响.首先对L型异型材出口速度均匀性进行了理论分析,然后对T型异型材出口速度均匀性进行了数值分析,最后着重分析了截面厚度差异对挤出工艺的影响规律.在实际生产过程中,应尽量避免截面厚度的不均匀导致的不良影响.     

基于POLYFLOW的汽车密封条挤出口模逆向设计研究

对某款汽车密封条挤出口模的逆向设计方法进行研究。运用POLYFLOW软件对密封条熔融体通过口模的挤出流动特性进行模拟分析,并提出了一种相对简洁的汽车密封条挤出口模逆向设计方法。模拟结果表明,密封条口模内流道熔融体挤出胀大的原因主要是由熔融体的部分弹性能得以回复和出口处熔融体速度的重分布引起。经与实际应用的口模进行比对,逆向设计出的口模横截面形状合理,可大幅度减少设计和修模时间,降低生产成本。     

径向进气装置内孔板流动规律研究

针对某涡轴发动机径向进气装置的进气畸变模拟需求,采用数值模拟的方式研究了径向进气时孔板流动的流场特征和AIP界面总压分布特点,并分析了不同几何参数对径向进气装置流场的影响情况。结果表明:板上无孔时,周向孔板越大造成的总压损失越大,流场畸变更强;孔数不变时,随着堵塞度Pb的减小,总压恢复系数σ和畸变指数会上升;堵塞度Pb不变时,随着孔数的增加,总压恢复系数σ都几乎不受影响,而畸变指数减小。     

聚合物挤出成型模流平衡系数修正

挤出模具的合理设计对于获得挤出产品所需的外形和精确的尺寸非常重要。由模流不平衡引起的,伴随着挤出胀大产生的不均匀的几何形变,是挤出模具设计的难点所在。传统的模流平衡系数需要对截面进行子区域划分,但是对于截面形状较为复杂的异型材制品,子区域划分具有较强的不确定性。对传统的聚合物挤出成型的模流平衡系数进行修正,提出更有利于数值计算和理论研究的修正的模流平衡系数,并用数值方法对其进行验证。修正后的模流平衡系数消除了数值分析过程中挤出速度和模具出口截面积对模流平衡判断的影响,在产品形状一定时,模流平衡系数只和材料本构相关,因此可以比较准确地反映模具出口的模流平衡情况。修正后的模流平衡系数主要应用于逆向挤出和优化设计求解口模形状。     

塑料异型材挤出模具设计分析

概述了塑料异型材挤出成型设计方法.分别就异型材截面的设计原则、异型材挤出模具模头设计分析、异型材定型模设计三个方面进行分析.阐述了设计过程应该注意的事项,以便更好的完善塑料异型材挤出模具的设计.     

分流组合模挤压过程数值模拟及模具应力分析

采用有限体积数值模拟方法研究分流组合模中焊合室的深度对铝型材挤压过程的影响,分别采用21mm、26mm和31mm三种焊合室深度对挤压过程进行了模拟,得到了应力、应变、挤压力等各种物理场量的变化规律,并采用有限元法对模具受力及变形情况进行了分析。研究结果表明,焊合室深度对载荷影响不大,但焊合室深度为26mm时质点流速最均匀。模具变形分析结果表明,随着焊合室深度增加,模芯变形程度增大,对应力分布来说,存在一个最佳的焊合室深度。从型材产品质量和模芯变形量综合考虑,应合理设计焊合室深度。     

模具结构对铝合金挤压的影响机理

对不同模角挤压过程进行了数值模拟,研究了成形过程中金属的变形流动规律,并利用应力场特征薰进行了变形分区及应力应变分析。结果表明：随着模角的增大,塑性区的范围明显缩小。揭示了不同的变形条件,改变了简内应力应变的分布关系,是影响金属变形流动行为的内因所在。     

铝型材热挤压模具的失效分析

检测了失效模具材料的微观组织、冲击韧性和断口形貌。结果表明：因热处理工艺不当和材质缺陷,导致韧性降低,这是模具早期失效的主要原因;电火花加工缺陷也加速了模具的早期失效。制订了提高模具使用寿命的措施。     

棒材开式冷挤压过程中挤压凹模的数值模拟研究

在棒材开式冷挤压过程中,凹模内壁受力大小是影响凹模设计的一个很重要衡爨指标。文中采用有限元软件Deform-3D,对棒材开式冷挤压过程进行数值模拟,得到凹模内壁所受应力的分布规律及各个工艺参数对凹模内壁所受应力的影响规律,并获得减小凹模内壁应力的参数优选范围,从而达到优化参数的目的。     

基于修正Archard磨损理论的挤压模具磨损分析

基于修正的Archard磨损理论,应用有限元数值模拟软件计算模具挤压成形阶段每个节点的瞬时温度、压力和速度场,以此计算锥形和弧形两种挤压模具型腔的磨损。计算结果表明:挤压模具磨损集中在入口,弧形凹模磨损较锥形凹模磨损大,但弧形凹模磨损均匀,模具寿命较高。磨损计算结果与实际情况较吻合,为预测模具寿命和优化模具型腔奠定了基础。     

基于CFD的淹没磨料射流的数值模拟与流动特性研究

针对淹没磨料射流的切割模拟实验，在分析其物理模型的基础上，建立了二维平面轴对称数学模型，利用商用软件PHOENICS，选用双流体模型和k-ε湍流模型，在无法直接测量流场参数的情况下，计算了实验室条件下模拟大水深水域环境淹没磨料射流的淹没流场，得到了淹没条件下液固两相射流流体的速度与压力分布规律，并与实验结果相比较，从理论上探寻了淹没磨料射流冲蚀效果与上述参数之间的关系及影响磨料射流在水下最佳冲蚀效果的因素，为进一步的实验提供理论依据和实际的预报作用。     

汽车轮毂轴承套圈冷挤压数值模拟分析研究

对某型号汽车轮毂轴承内圈冷挤压模具进行三维建模,利用Deform软件,设定挤压条件后,对内圈挤压成形过程进行了数值模拟。分析了挤压过程中金属的流动与速度分布,挤压速度和摩擦因子对模具载荷的影响,并对凹模的应力进行了分析,指出应力集中导致模具容易损伤的部位。通过数值模拟分析,提出了减小摩擦因子,提高表面质量的方法,减小应力集中和载荷过大造成的模具损伤,通过优化工艺参数提高挤压成形质量。     

液力变矩器导轮流场的数值分析

液力变矩器的流场分析是设计先进液力变矩变矩器的流场计算模型,利用计算流体动力学方法,模拟了液力变矩器导轮内流场,分析了导轮流场的特性,对导轮流场的速度和压力分布进行了研究,同时还对外特性进行了计算,并与实验结果相对照,验证了数值模拟的正确性.