注射充模过程的数值分析

本文在 E.Broyer 提出的简化有限元法的基础上推导出求解压力场和速度场的差分方程。并研制了充模过程分析软件。对聚苯乙烯在矩形型腔中的充模过程的数值模拟表明理论与实验吻合得较好。     

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。     

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     

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.     

基于Giesekus黏弹性本构的注射成型数值算法研究

针对熔体的黏弹性特征,考虑熔体流动过程中的惯性作用,基于Giesekus模型建立了注射成型中熔体流动的黏弹性理论模型。将黏弹性本构方程整合为含瞬态项、对流项和源项的偏微分方程,基于有限体积法离散,提出了黏弹性本构方程的离散方法。借鉴有限元框架下的黏弹性离散分裂算法（DEVSS）,发展了以有限体积法为基础的黏弹性离散分裂算法（FVM-DEVSS）,开发了三维黏弹性流动的计算程序。用经典充分发展的4∶1收缩流验证方法的有效性,再结合充模流动实验,正确预测了熔体流动前沿、浇口压力及熔接线位置,通过光弹实验结果再次证明了本文方法的有效性。结果表明,本研究所发展的黏弹性算法可以有效表达熔体的黏性和弹性对流动压力的影响,而且能准确预测两股熔体相遇时熔接线的位置及形成过程。此外,本文黏弹性算法有效准确地计算了熔体充模过程中的流动诱导应力。     

橡胶注射充模过程的数值分析

借鉴塑料熔融注射技术，研究了胶料粘弹性引起的入口附加压力降和固体壁面滑移速度对充模过程的影响，从而建立了橡胶在薄矩形模腔内充模流动的数学模型。采用有限单元和有限差分混合方法求数值解。通过计算程序预测了充模过程中前锋线的移动及流动场，并根据模拟计算结果，分析讨论了各因素对充模压力的影响。     

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。     

RIM充模过程数值模拟

用有限元法对RIM充模过程进行数值模拟．采取任意拉格朗日－欧拉法（ALE）处理流动前缘.并以边充模边划分网格的方法,使前缘边界条件得到较充分的满足．对不同操作参数下的RIM充模模拟结果进行了讨论、分析,得出选用薄腔、较快的充模速度以及适当较高的物料初始温度对RIM充模有利的结论,这对工业实践有重要的指导意义．     

RTM充模过程的数值模拟

本文首先建立了ＲＴＭ充模过程的二维数学模型。然后选用控制体积有限元法（ＦＥＭ／ＣＶ）确定了模拟ＲＴＭ充模过程的数值计算方法，最后进行了对恒流量充模过程的模拟计算，并通过将计算结果与Ｗ．Ｂ．Ｙｏｕｎｇ的试验结果比较验证了数学模型和数值方法的正确性。     

振动力场影响模腔压力的实验研究

介绍了立式液压振动注射机的工作原理。在立式液压振动注射机上进行振动参数不同的注射成型实验，制取线性低密度聚乙烯(LLDPE)圆盘试样。利用自制的压力传感器及数据采集系统对脉动压力注射过程中的充模压力进行实时采集。实验结果表明，充模压力的波动频率与柱塞杆的振动频率相同；随着柱塞杆振动频率、振幅的增大，充模压力的波动幅度增大，平均充模压力也增大，模腔最大压力也增大。     

Elastomer‐modified epoxy/amine systems in a resin transfer moulding process

The effect of the elastomer structure on toughening highly crosslinked epoxy systems in a resin transfer moulding process (RTM) was investigated. Two kinds of elastomers containing carboxyl functionalized groups were used: (1) a reactive liquid elastomer based on carboxyl‐terminated butadiene‐acrylonitrile copolymer (CTBN), (2) a preformed core‐shell rubber (CSR). The introduction of CTBN rubber caused the modification in the glass transition temperature due to the miscibility in the epoxy matrix, whereas CSR particles did not. During cure, these elastomers affected the morphological, rheological and dielectric behaviour of epoxy/amine systems. A blend of 5% CTBN and 5% CSR exhibited a bimodal distribution of rubber particle sizes (analyzed by transmission electron microscopy) whereas scanning electron microscopy showed the glass fibre‐matrix cohesion in fracture surfaces. A semi‐empirical model was used (developed by Castro‐Macosko for describing chemorheological behaviour of epoxy/amine systems for the RTM process). The increase in viscosity and the reduction in ion conductivity were the two key parameters to monitor the cure process. The presence of rubber affected the rheological behaviour involving initial viscosity and gel point. The investigation of temperatures, pressures and ionic conductivities in various glass fibre layers was conducted to control the front flow filling and the cure reaction. The introduction of rubber modified the inflexion area of the cured rubber–epoxy blends by changing the cure rate. Copyright © 2004 Society of Chemical Industry     

橡胶动态注射实验研究

本文提出了橡胶动态注射成型技术,在自行开发的动态实验平台上进行实验研究,证明了橡胶动态注射成型技术的可行性,实验表明,橡胶动态注射成型工艺将有效的改善胶料的流动性,大幅的降低注射压力,提高充填长度,降低能耗。     

超长工作台装饰条的翘曲变形研究

采用计算机辅助工程（CAE）模拟技术,以超长装饰条为研究对象,应用有限元方法研究了温度场、压力场对注塑件残余应力及翘曲变形的影响,重点讨论了注塑件的温度场计算以及热塑性小变形理论下的注塑件翘曲变形计算。对影响超长塑件翘曲变形的因素（如模具温度、熔体温度、注射速率、保压压力等）进行分析,提出翘曲产生的原因及相应的改进措施。结果表明,翘曲变形的原因主要是塑料收缩不均匀,其次是在充模过程中温度不均,造成冷却不一致,此外,分子取向的不一致也会引起装饰条的翘曲变形。     

充模过程Fountain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。     

基于正交试验的高铁橡胶外风挡注射成型工艺参数优化

基于Moldflow软件,采用正交试验和响应曲面法,对高铁橡胶外风挡注射成型的模拟方案优化设计,并对注射成型工艺参数进行研究。结果表明:模具温度是影响橡胶外风挡顶出时的体积收缩率和缩痕指数的最显著工艺因素,其次分别是熔体(胶料)温度、保压时间、保压压力、注射时间;优化的注射工艺参数为:模具温度185℃,熔体温度65℃,注射时间160 s,保压时间14 s,保压压力110 MPa。在此工艺参数下的橡胶外风挡顶出时的体积收缩率最大值为4.165%,缩痕指数最大值为5.103%。     

Flow behaviour of rubber in capillary and injection moulding dies

This study is concerned with the flow behaviour of a rubber compound in capillary and injection moulding dies in the temperature range of 80–120°C. The injection moulding die designs had a tapered angle ranging from 40° up to 150°. The rheological characterisation of the rubber compound in the capillary dies showed that rubber slips at the wall, and this was modelled with an appropriate slip law. The pressure drops in the system were measured for all tapered dies. Numerical simulations were then carried out with a purely viscous (Carreau) model and a multimode viscoelastic (K-BKZ) model. The results showed a good agreement with the experiments for both the capillary and the injection moulding dies, provided that slip is included in the simulations as determined experimentally.     

基于SPH方法的微注射成型数值模拟

基于无网格方法和黏性本构方程,开展微注射成型数值模拟的研究。采用光滑粒子流体动力学的粒子近似法离散N-S 控制方程组,求解速度场、压力场、温度场等物理场的变化规律。以应用于生物医学领域带有细微针头的聚合物微针为例,进行充型过程的数值模拟,模拟结果与实验结果基本一致。     

基于数值模拟的气体辅助注射成型工艺控制研究

基于广叉Hele-Shaw流动模型描述了气体辅助注射成型时气体的穿透过程。采用有限元／有限差分／控制体积法计算充填阶段的压力场、温度场,确定熔体前沿和气熔界面,并以实际产品为例分析工艺参数对气体辅助注射成型产品质量的影响。     

橡胶螺杆旋转注射成型方法的试验研究

指出了传统注射成型方法存在的问题以及由此制约了注射成型方法的应用和发展，作者提出了突破传统观念的螺杆旋转注射成型方法，为证明旋转注射成型方法的可行性和实用性，从注射成型的三大要素：旋转注射压力，旋转注射能力以及旋转注射温度结合三种典型的橡胶制品：IIR密封套，轮胎胶囊和氟橡胶油田螺旋泵定子衬套进行了实验研究。通过研究证明旋转注射成型方法的原理是成功的，同时也证明旋转注射成型方法能够很好的应用于生产实践。